Dipólus egységes és nem egységes elektromos mezők
Ha a dipólus helyezzük homogén elektromos mező kialakítására dipólus töltések + q és -q lesz hatása alatt egyenlő nagyságú, de ellentétes irányba, és erejét.
Ezek az erők alkotnak egy pár, akinek karja egyenlő l · Sina. azaz Attól függ, hogy a relatív orientációját a dipól mezőt. Minden modul az erők egyenlő q × E. Megszorozzuk váll, így a nyomaték pár ható erők dipól:
ahol p - elektromos dipólmomentum.
Formula (14.1) felírható vektor formában:
Nyomaték hajlamos elfordulni a dipól úgy, hogy a dipól pillanatban az irányt a területen.
Hogy növelje a szög a vektorok és a 2a ellen annak szükségességét, hogy a munkát a ható erőket dipólus elektromos térben:
Ez a munka, hogy növeljék a potenciális energia által birtokolt W. dipólus elektromos mező:
Integrálása (14.3) megkapjuk azt a kifejezést dipólus energia az elektromos mező:
Végül feltételezve const nullával egyenlő, megkapjuk
Kiválasztása const = 0sootvetstvuet helyzetben merőleges a dipólus mező. A legalacsonyabb energia értéke pE, nyert dipólus orientáció a villamos tér irányában, a legtöbb egyenlő pE. - tájolása ellentétes a területen.
Az egyenlőtlen erőtérben ható dipólus töltések nem azonos méretű. A kis dipólus erők és lehet venni esik. Tegyük fel, hogy a leggyorsabb változásokat az x tengely irányában. egybeesik az irányt, ahol a dipólus. A pozitív töltés képest elmozdul negatív dipólus az x irányban az összeget.
Ezért a térerő a pontokon, ahol a díjak kerülnek, azzal jellemezve,.
Ennélfogva, a kapott + ható erők a dipól nullától eltérő. A vetítés a kapott az x tengelyen. Nyilvánvalóan ez:
Így, az inhomogén mezőt a dipólus kivéve nyomaték (14.2) egy erő (14,5), amelyek hatására egy dipólus vagy visszahúzódik, hogy egy erősebb mezőt (egy éles sarok), vagy kizárták azt (a tompaszögben).
Hiányában egy külső elektromos mező a dipólusmomentum a molekulák egy dielektromos vagy nulla (nem-poláris molekulák), vagy elosztva a irányokban térben kaotikus módon (poláros molekulák). Mindkét esetben a teljes időt az elektromos szigetelő nulla. Hatása alatt a külső mező polarizált dielektromos. A kapott elektromos dipólmomentum egységnyi térfogatú jellemzi a polarizációs foka a dielektromos. Ha egy dielektromos vagy inhomogén mezőt, a polarizációs fok különböző részein a dielektromos más lesz. Annak érdekében, hogy jellemezze a polarizáció ezen a ponton, akkor ki kell választania körülzáró ezen a ponton fizikailag végtelenül kötetet. megtalálni az összeg a pillanatokban, a foglyok mennyiségének molekulák és vegye hozzáállás
P - vektor dielektromos polarizáció.
Mindenesetre dielektromos típusú (kivéve ferroelektromos) polarizációs vektor társított térerősség ugyanazon a ponton az egyszerű kapcsolatot:
ahol c - az elektromos szuszceptibilitás.
A dielektrikumok gyártani a nem-poláros molekulák, képletű (13,7) magában foglalja a következő egyszerű megfontolások. A körét a molekulák száma lesz egyenlő. ahol n - molekulák száma egységnyi térfogatra.
Elosztjuk ezt a kifejezést. Megkapjuk a polarizációs vektor.
Ebből következik, hogy.
Az térerősség dielektromos megérteni a jelentését. átlagolásával kapjuk az igazi területén fizikailag infinitezimális mennyiség.
Field következik a szuperpozíció két területen: a területen. létrehozott szabad töltések, azaz ilyen díjakat átvihető egyik testből a másikba, ha megérintik, és a kapcsolódó területeken vehető igénybe. A szuperpozíció elve mezők:
Kötött és a szabad töltések csak abban különböznek, hogy nem tudják elhagyni a határain a molekula (vagy atom), amelyhez tartoznak. A többi a tulajdonságok, mint az összes egyéb díjak. Különösen kapcsolatos díjakat elejére vagy végére a vektor vonalakat. Ezért Gauss tétel által meghatározott (1) a vektor kell írásos formában:
Ez a kifejezés tartalmazza az összeg kapcsolatos költségek nem ismertek számunkra. De lehetséges, hogy kifejezzék az összeg kapcsolódó díjak átfolyik a polarizációs vektor:
Ötvözi (14,9) és (14.10), kapjuk:
Az expressziós zárójelben az úgynevezett villamos elmozdulás vagy elektromos indukció és betűvel jelöljük.
Ezt az értéket használva képlet (14,11) felírható:
Ez a képlet fejezi ki Gauss-tétel elektromos elmozdulásvektorból: elektromos elmozdulásvektorból áramot egy zárt felület megegyezik az algebrai összege rabok a felületen belül szabad töltések.
Behelyettesítve egyenlet (14,12) az expresszióhoz. kapjuk:
Dimenzió nélküli érték (14,15)
az úgynevezett relatív dielektromos állandó.
Következésképpen, az arány a (14,14) felírható. Elektromos előfeszítő ponttöltés mező vákuumban egyenlő: