Дәріс тақырыбы: Диэлектриктегі өріс. Электр сыйымдылық.

Жоспары:

1. Ньютон-Лейбниц формуласы;

2. Анықталған интегралды есептеу тәсілдері.

Диэлектриктер – электр өткізбейтін заттар, оң зарядтар мен теріс зарядтары тең мөлшерде болып келетін молекулалардан немесе диэлектрик ішінде емін – еркін қозғала алмайтын иондардан тұрады. Бұл иондар диполь деп аталатын электрлік жүйені құрайды.

Электрлік диполь деп шамалары жағынан тең, жүйе өрісі анықталатын нүктеге қарағанда ара қашықтығы едәуір аз әр аттас екі нүктелік зарядтан құралған жүйені айтады. Зарядтар арқылы жүргізілген түзу диполь осі бойынша теріс зарядтан оң зарядқа қарй бағытталған және зарядтардың ара қашықтығы - ге тең вектор дипль иіні деп аталады (1 - сурет). Диполь моменті деп оң заряд шамасының зарядтар ара қашықтығына көбейтіндісін және диполь иінінің бағытымен бағыттас векторды айтады:

. (8.1)

Әрбір нүктедегі өріс нүктелік зарядтар туғызатын және өрітердің суперпозициясы бойынша табылады. Диполь өріс кернеулігіне тән, ол дипольді туғызатын зарядтар шамасы арқылы емес, дипольмоменті арқылы анықталады. Сөйтіп, диполь өрісінің кернеулігі:

. (8.2)

Сыртқы электр өрісі болмаған кезде оң және теріс зарядтардың ауырлық центрлері бір – біріне қатысты дәл келуі немесе ығысқан болуы мүмкін. Ығысқан жағдайда молекула электр дипольге эквивалентті болады, сөйтіп оны полюсті деп атайды. Оның меншікті электрлік моменті - ға тең болады. Электр өрісі жоқ болғанда әр таңбалы зарядтардың ауырлық центрлері біріккен, меншікті электрлік моменттерге ие болмайтын молекулалар полюссіз деп аталады. Сыртқы электр өрісінің әсерінен полярлық емес молекулалардағы зарядтарды салыстырсақ, онда оң зарядтар өріс бағытымен, теріс зарядтар өріске қарсы ығысады. Сөйтіп, молекула электрлік моментке ие болады, ал оның шамасы өріс кернеулігіне () пропорционал:

. (8.3)

Полюссіз молекула сыртқы өрісте өзін серпімді диполь, полюсті молекула сыртқы электр өрісінде өзін қатаң диполь ретінде ұстайды.

Сыртқы электр өрісі болмаған кезде диэлектрик молекулаларының дипольдік моменттері нольге тең немесе хаосты түрде бөлініп таралған болады. Ал сыртқы өріс әсерінен диэлектрик поляризацияланады да оның қорытқы электрлік моменті нольден өзгеше болады. Диэлектриктердің поляризациялануы деп олардың дипольдарының сыртқы өріске қарсы бағдарлануын айтады.

Диэлектриктің поляризациялану дәрежесін сипаттайтын шама ретінде бірлік көлемдегі оның электрлік моменті алынады:

(8.4)

Осы шамасы диэлектриктің поляризациялануы векторы деп аталады. Поляризация векторы 1Кл/м - пен өлшенеді.