Файл: Воробей З.Ф. Физика диэлектриков. Диэлектрики в постоянном электрическом поле конспект лекций.pdf

-

L o

­

ua

границе р а з д е л а

диэлектриков

напряженность

э л е к т р и ­

ч е с к о г о

поля

р е з к о

изменяется

(испытывает

с к а ч о к ) .

Это

о б ъ ­

я с н я е т с я поляризацией

и образованием

на границе

раздела

д о ­

полнительного

с в я з а н н о г о

з а р я д а . Во втором

слое

напряжен­

ность электрического поля в 5 pas меньше,чем

в

первом,

п о э т о ­

му

и г у с т о т а

силовых

липка

поля

во

втором

слое

также

в

5 ра з

/

меньше. Из - за

э т о г о наглядная

картина

поля,

изображаемого с и ­

ловыми

линиями,в

с л у ч а е

неоднородного

диэлектрика

осложняется

и

создаются

неудобства при р а с ч е т е

электрических

п о л е й . По­

этому была введена дополнительная характеристика

э л е к т р и ч е с ­

кого поля —

в е к т о р

э л е к т р и ч е с к о г о

смещения,

который

о п р е д е ­

л я е т с я формулой

В

^анизотропных

диэлектриках

в е к т о р

D

направлен

вдоль

вектора

Е .

Подобно тому, ка к изображают поле

при помощи

силовых

линий

(линий

напряженности),

его изображают

и при

помощи линий смещения. Число линий смещения не изменяется

при переходе из одного диэлектрика

в д р у г о й . В этом

главная

осооенность

вектора

D .

Убедимся

в этом

следующим

о б р а з о м .

Напряженность

поля

в первом

слое

Е, ~

г f

•> во

втором

—

_

бсдод

•

Электрическое

С о С

'

t-г ~

So 6г

смещение

в первом слое и, =

-

£0£,

Е, = £0£,

Со с /

=6côo6.

- Э л е к т р и ч е с к о е

смещение

во

втором слое

Вг

=

=

е. ~¥=бгооо.

Т.о.

DrfcÖctoS.

На

р и с . Ѵ( о изооражено

электрическое

пале

с

помощью л и ­

ний смещения.

Г«стога

этих

линий

в

обоих слоях

одинакова . По­

этому очень важной осооенностью вектора электрического

сме ­

щения я в л я е т с я

то ,

что его численное значение

определяется

только

величиной

и расположением

с в о о о д ш х

зарядов

и не з а -

-

16

-

висит от свойств диэлектрика.

Для вопросов, разбираемых

в нашем

курсе, как раз

очень

важно

понимать,

что численно

D

равно

поверхностной

плот ­

ности

свободного

заряда .

Согласно максвеллу,процесс установления поля заключает­

ся в смещении электричества в направлении действия

электри­

ческой

силы (напряженности поля), причем величина

этого сме ­

ния D

в данной точке

измеряется

количеством

электричества,

которое проходит (смещается) черев единицу поверхности в то

время,

когда

устанавливается

поле

(

D

при этом

меняется от

О до конечной

величины).

Между тремя величинами

U

,

Е

,

Р

существует

связь,

. которая представляет собой одно

из

основных

уравнений

макроско­

пической

теории диэлектриков.

Напряженность поля в диэлектрике,

как уже неоднократно

отмечалооь, определяется свободным и

связанным

зарядом

£

-

бсаоо

^

бсвйз .

(Го

с"о

Подставив в это выражение джа значения

бсдоб. = D,

бсбяз.

= р >

получим:

F

=

й

-

Л .

f

f

1,0

bg

Приведя

к общему знаменателе

и выразив,чему

равно

смещение,

получим

формулу

D

=£оЕ

+ р

•

( б )

V. Какой физический смысл

нмсчт

д и э л е к т р и ч е с к а я

проницаемость .

0.

Показать

на примере конденсатора, отключенного

от источника и не

отк/поченпого

от

н е г о ,

что

д и э л е к т р и ч е ­

с к а я

проницаемость х а р а к т е р и з у е т

способность

диэлектрика

поляризоваться в

электрическом

п о л е .

9. Что такое электрическое смещение. Запишите формулу,

определяющую эту

величину .

Ю-

Запишите

формулу, связывающую

друг

с другом

д и э л е к т ­

рическую

проницаемость и п о л я р и з о в а н н о с т ь .

1 1 .

Кале связаны друг с другом поляризованность,

напрляен -

ность

и

смещение.

12. ІСакие диэлектрики называют линеііішми или пассивны ­

ми?

13.

Какие диэлектрики называет

активными?