Поляризация диэлектриков

Диэлектриками называются вещества не способные проводить электрический ток. Все молекулы диэлектрика нейтральны. Суммарный заряд электронов и ядер равен нулю. Диэлектрики бывают неполярными, полярными и ионными.

Неполярные диэлектрики состоят из молекул, у которых электроны расположены симметрично относительно ядер, например, H₂, N₂, O₂. Центры тяжести положительных и отрицательных зарядов у них совпадают. В отсутствии внешнего поля дипольный момент таких молекул равен нулю.

	Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны – положительные по полю, отрицательные против поля. Возникает индуцированный дипольный момент (рис. 1.).
Рис.1.

Полярные диэлектрики состоят из молекул, у которых электроны расположены несимметрично относительно ядер, например, H₂O, HCl, CO, SO₂, NH₃. Центры тяжести отрицательных и положительных зарядов у полярных молекул смещены. Поэтому полярные молекулы в отсутствие внешнего поля обладают дипольным моментом. Однако при отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул из-за теплового движения ориентированы в пространстве хаотично и их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий момент.

Ионные молекулы состоят из молекул, соединенных ионной связью (NaCl, KCl, KBr). Ионные кристаллы представляют собой пространственные решетки с правильным чередованием ионов разных знаков. При наложении на ионный кристалл поля происходит деформация кристаллической решетки, приводящая к возникновению дипольных моментов.

Таким образом, внесение всех трех групп диэлектриков во внешнее электрическое поле приводит к возникновению отличного от нуля результирующего электрического момента диэлектрика. Диэлектрик поляризуется.

Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появление под действием поля ориентированных диполей. Различают три вида поляризации:

1). Электронная или деформационная поляризация диэлектрика с неполярными молекулами. Под действием поля возникает индуцированный дипольный момент за счет деформации электронных орбит.

2). Ориентационная или дипольная поляризация диэлектрика с полярными молекулами.

	Она заключается в ориентации дипольных моментов молекул по полю (рис.2). В электрическом поле на диполь действует пара сил, стремящихся повернуть его по направлению поля.
Рис.2.

3). Ионная поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещении подрешетки положительных ионов по полю, а отрицательных против поля, приводящим к появлению дипольных моментов.

Дата добавления: 2014-01-04