Электрическое поле в веществе. поляризационные заряды. типы диэлектриков. электронная, ориентационная, ионная поляризация.

В зависимости от концентрации свободных зарядов вещества делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Проводники -вещества, в которых заряды смогут перемещаться по всему количеству.

Проводники делятся на две группы:

проводники первого рода(металлы) -перенос в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями;

проводники второго рода (к примеру, расплавленные соли, растворы кислот) — перенос в них зарядов (хороших и отрицательных ионов) ведет к химическим трансформациям.

Диэлектрики(к примеру, стекло, пластмассы) -вещества, в которых фактически отсутствуют свободные заряды.

Полупроводники(к примеру, германий, кремний) -занимают промежуточное положение между диэлектриками и проводниками.

Диэлектрик (как и всякое вещество) складывается из молекул и атомов. Так как хороший заряд всех ядер молекулы (атома) равен суммарному заряду электронов, то молекула (атом) в целом электрически нейтральна. В случае если заменить хорошие заряды ядер молекул суммарным зарядом +q, находящимся в центре “тяжести” хороших зарядов, а заряд всех электронов — суммарным отрицательным зарядом -q, находящимся в центре “тяжести” отрицательных зарядов, то молекулу возможно разглядывать как электрический диполь с электрическим моментом, определяемым формулой

Электрическое поле в веществе. поляризационные заряды. типы диэлектриков. электронная, ориентационная, ионная поляризация.

Первую группу диэлектриков (N2, H2, O2, CO2, CH4, … ) составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, т.е. центры “тяжести” хороших и отрицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпадают и, следовательно, дипольный момент молекулы

Электрическое поле в веществе. поляризационные заряды. типы диэлектриков. электронная, ориентационная, ионная поляризация.

равен нулю. Молекулы таких диэлектриков именуются неполярными. Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (хорошие по полю, отрицательные против поля) и молекула получает дипольный момент.

Вторую группу диэлектриков (Н2О, NH3, SO2, CO, … ) составляют вещества, молекулы которых имеют асимметричное строение, т.е. центры “тяжести” хороших и отрицательных зарядов не совпадают. Так, эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля владеют дипольным моментом. Молекулы таких диэлектриков именуются полярными. При отсутствии внешнего поля, но, дипольные моменты полярных молекул благодаря теплового перемещения ориентированы в пространстве хаотично и их результирующий момент равен нулю. В случае если таковой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться развернуть диполи на протяжении поля и появляется хороший от нуля результирующий момент.

Третью группу диэлектриков (NaCl, KCl, KBr, … ) составляют вещества, молекулы которых имеют ионное строение. Ионные кристаллы являются пространственные решетки с верным чередованием ионов различных знаков. В этих кристаллах нельзя выделить отдельные молекулы, а разглядывать их возможно как совокупность двух вдвинутых одна в другую ионных подрешеток. При наложении на ионный кристалл электрического поля происходит некая деформация кристаллической решетки либо относительное смещение подрешеток, приводящее к происхождению дипольных моментов.

Так, внесение всех трех групп диэлектриков во внешнее электрическое поле ведет к происхождению хорошего от нуля результирующего электрического момента диэлектрика, либо, иными словами, к поляризации диэлектрика.

Поляризация диэлектрика — процесс ориентации диполей либо появления под действием внешнего электрического поля ориентированных по полю диполей.

Соответственно трем группам диэлектриков различают три вида поляризации:

Электронная, илидеформационная поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в происхождении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит;

Ориентационная,либо дипольная поляризациядиэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю.

Конечно, что тепловое перемещение мешает полной ориентации молекул, но в следствии совместного действия обоих факторов (тепловое движение и электрическое поле) появляется преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Эта ориентация тем посильнее, чем больше напряженность электрического поля и ниже температура;

Ионная поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещении подрешетки хороших ионов на протяжении поля, а отрицательных — против поля, приводящем к происхождению дипольных моментов.

Билет №06-08 \


Похожие статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: