Электростатическое поле при наличии диэлектриков. Полярные диэлектрики. Зависимость их диэлектрической восприимчивости от температуры.

1.Неполярные диэлектрики, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов совпадают. В этом случае атомы и молекулы не имеют собственного дипольного момента.

К неполярным диэлектрикам относятся некоторые газы (напр., Не), жидкости (напр., бензол), сложные вещества (напр., парафин).

2.Полярные диэлектрики, это вещества, атомы и молекулы которых имеют такую конфигурацию электронных облаков, что центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Атом или молекулу можно рассматривать как диполь и характеризовать определенным дипольным моментом. К полярным диэлектрикам относятся вода, спирт. Вне электрического поля молекулы – диполи ориентированы беспорядочно.

 

Опытным путем установлено, что для однородных изотропных диэлектриков вектор поляризации: , где (хи) - диэлектрическая восприимчивость, не зависящая от напряженности поля величина.

Для большинства диэлектриков эта величина порядка 1, но для воды она равна 80, а для спирта – 30.

Диэлектрическая восприимчивость зависит от: химического состава и примесей, агрегатного состояния и температуры для полярных диэлектриков.

Рассмотрим электронную поляризацию. Как уже обсуждалось, в этом случае индуцированный дипольный момент молекулы равен:

Пусть в некотором объеме V содержится N молекул. Тогда: , т.е. диэлектрическая восприимчивость зависит только от концентрации молекул, поляризуемости молекулы и не зависит от температуры

При дипольной поляризации ориентации диполей препятствует тепловое движение и поляризуемость обратно пропорциональна абсолютной температуре.

При наличии обоих типов поляризации график зависимости восприимчивости от температуры смещен