Диэлектрики. Поляризация диэлектриков

1) Какая физическая величина служит количественной мерой поляризации диэлектриков
2) В чем различие поляризации диэлектриков с полярными и неполярными молекулами
3) Как связана поляризованность с напряженностью поля в диэлектрике
В каком случае поляризованность можно назвать однородной

Задание для самостоятельной работы.
1. Объясните, почему поляризуемость полярных диэлектриков зависит от температуры, а неполярных практически нет. Как ведет себя поляризуемость полярных диэлектриков с ростом температуры?
Электреты. Интересный класс веществ образуют диэлектрики, способные длительное время сохранять наэлектризованное состояние и создающие собственное электрическое поле в окружающем пространстве. Такие вещества называются электретами, они аналогичны постоянным магнитам, сохраняющим состояние намагниченности.
Стабильные электреты можно получить, нагревая диэлектрик до температуры плавления, а затем охлаждая их в сильном электрическом поле. В жидком состоянии полярные молекул, находящиеся в электрическом поле, ориентируются, при отвердевании подвижность молекул исчезает, поэтому ориентированное состояние молекул может сохраняться длительное время. Изготавливают электреты из органических (воск, парафин, нафталин, эбонит) и неорганических (сера, некоторые виды стекол) полярных диэлектриков. Первые электреты были изготовлены в начале XIX века итальянским физиком А.Вольта.
Обращайте внимание на терминологию: поляризация диэлектрика − явление, поляризация или вектор поляризации − характеристика воздействия поля на вещество. Еще сложнее с поляризуемостью − поляризуемость тела, поляризуемость молекулы, далее появится поляризация вещества.

Поляризація неполярного діелектрика у зовнішньому полі
Поляризація неполярного діелектрика у зовнішньому полі
Поляризація полярного діелектрика у зовнішньому полі
Провідник у зовнішньому електричному полі

Пробивна напруженість діелектриків
Материал Пробивная напряженность, кв/мм
Бумага, пропитанная парафином 10,0 - 5,0
Воздух 3,0
Масло минеральное 6,0 -15,0
Мрамор 3,0 - 4,0
Миканит 15,0 - 20,0
Электро-картон 9,0 - 14,0
Слюда 80,0 - 200,0
Стекло 10,0 - 40,0
Фарфор 6,0 - 7,5
Шифер 1,5-3

Густота проведения силовых линий, то есть число линий, пересекающих единичную площадку перпендикулярно линиям, пропорциональна модулю вектора напряженности.
Отметим некоторые важные свойства силовых линий:
• силовые линии начинаются на положительных зарядах (или на бесконечности) и заканчиваются на отрицательных зарядах (или на бесконечности);
• силовые линии нигде не пересекаются;
• через любую точку пространства можно провести силовую линию. Не замкнуты.

Модель досліду Міллікена

Конденсатори
Лейденська банка

Еволюція доменної структури сегнетоелектрика у зовнішньому полі

Диэлектрическая проницаемость
Вещество ε
Бензин 2,0
Масло 2,5
Вакуум, воздух 1,0
Парафин 2,0
Вода дистиллированная 81
Резина 4,5
Дерево сухое 2,9
Спирт 26
Капрон 4,3
Стекло 7,0
Керосин 2,1
Фарфор 5,6
Лед 70
Эбонит 3,1

На рис.11.13в показаны линии индукции для пластинки конечных размеров. Когда линии индукции переходят из среды с меньшей проницаемостью в среду с большей проницаемостью, то вследствие преломления они оказываются ближе друг к другу. В этом смысле можно говорить, что в диэлектрике эти линии сгущаются.

Еще один эксперимент - это опыт Пуччианти. В стакан с керосином (e=2,10) помещается металлический заряженный шарик, вблизи которого из трубки выходят пузырьки воздуха ( e=1,00059), отталкиваясь от шарика. Вы теперь уже достаточно подготовлены, чтобы объяснить причину этого явления. Следите только, чтобы воздух выходил достаточно медленно, тогда пузырьки не будут электризоваться.