Поляризованность. Вектор электрического смещения

Классификация диэлектриков

Диэлектрики можно разбить на три класса – полярные, неполярные и ионные. К полярным относятся диэлектрики, молекулы которых обладают собственным (жестким) дипольным моментом; к неполярным – диэлектрики, молекулы которых не имеют собственного дипольного момента. Ионные диэлектрики представляют собой кристаллы с правильным чередованием ионов различных знаков (кристаллы NaCl, KCl и др.).

Соответственно трем классам диэлектриков различают три типа поляризации – ориентационную, деформационную и ионную.

Ориентационная поляризация характерна для полярных диэлектриков. При отсутствии внешнего поля (E=0) дипольные моменты молекул ориентированны хаотически (рис. 2.4, а). При наложении поля дипольные моменты стремятся выстроиться в направлении поля, однако этому препятствует тепловое движение молекул. В результате устанавливается преимущественная ориентация диполей, характеризуемая средним значением угла α (рис. 2.4, б), и на поверхности диэлектрика появляются связанные заряды, образованные положительными и отрицательными зарядами молекулярных диполей. Заметим, что чем сильнее электрическое поле и ниже температура, тем более четко проявляется преимущественная ориентация диполей.

Рис. 2.4

Деформационная поляризация характерна для неполярных диэлектриков. При внесении такого диэлектрика во внешнее электрическое поле в его молекулах происходит смещение центров положительных и отрицательных зарядов. В результате молекулы приобретают наведенный (индуцированный) дипольный момент, ориентированный в направлении внешнего поля. Тепловое движение практически не влияет на процесс деформационной поляризации. Это связанно с тем, что при любых поворотах молекулы её электронная оболочка почти мгновенно перестраивается так, что дипольный момент оказывается ориентированным в прежнем направлении (т.е. в направлении внешнего поля).

Механизм ионной поляризации состоит в том, что ионы кристаллической решётки под действием внешнего электрического поля смещаются в различных направлениях: положительные – в направлении вектора напряжённости , а отрицательные – навстречу. В результате на гранях кристалла, перпендикулярных к вектору , появляются разные по знаку связанные заряды.

Дата добавления: 2015-06-04