Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Демков В.П. -> "В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм" -> 65

В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм - Демков В.П.

Демков В.П., Третьякова О.Н. В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм — М.: Маи, 1999. — 440 c.
Скачать (прямая ссылка): vpomoshpostupaushimvvuzi1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 178 >> Следующая

полярными. Поэтому, независимо от вида молекулы, в электрическом поле
молекулу схематически можно представить в виде так называемого
электрического диполя, сумарный заряд которого равен нулю, а
положительные (+ q) и отрицательные (- q) заряды смещены друг
относительно друга на малое расстояние I (рис. 12.23, в).
154
Если диполь поместить в однородное электрическое поле напряженностью Е,
то на образующие его заряды (+ q) и (- q) будут действовать равные по
величине, но противоположные по направлению силы |^| = |^| = Ч Е- В общем
случае эти силы создадут момент сил, который стремится развернуть диполь
вдоль силовых линий поля. Например, в положении диполя, показанном на
рис. 12.23, в, относительно оси OZ, перпендикулярной плоскости рисунка,
на диполь действует момент сил
Mz = Fl I sin а + F2 1Л I sin а = q ЕI sin а, который при а = ж/2
максимален
Мщах -qEl (12.30)
и обращается в ноль при а = 0 или а = ж (в первом случае
диполь будет находится в положении устойчивого равновесия, во
втором - в положении не-
устойчивого равновесия).
Величина
pe = ql (12.31)
называется электрическим моментом диполя. Его принято записывать в виде
вектора
^ ^ = "7? (12.32)
где I - вектор, направленный от заряда (- q) диполя к заряду (+ q).
С учетом (12.31) выражение для момента сил, действующего на диполь в
электрическом поле (называемого механическим моментом), можно представить
в виде
Mz=PeEsin a, Mmax=peE. (12.33)
Механический момент стремится повернуть диполь так, чтобы его
электрический момент р*е установился по направлению поля Е.
Рассмотрим диэлектрическую пластину во внешнем электрическом поле
напряженностью Е0. Со стороны поля на молекулы будут действовать моменты
сил таким образом, чтобы развернуть их вдоль линий поля (рнс. 12.24). При
этом в толще диэлектрика количество положительных и отрицательных зарядов
будет по-прежнему одинаково, а на поверхностях диэлектрика возникнут
нескомпенсированные заряды разных знаков, которые называют
поляризационными. Поляризационные заряды создадут собственное поле Е\
направленное противоположно внешнему. Результирующее поле внутри
диэлектрика, равное
Ё=Ё0 + Ё', Е = Е0-Е', будет меньше внешнего Eq . Можно показать, что для
однородного диэлектрика отношение е = Eq/E есть величина постоянная,
определяющая диэлект-
Рис. 12.24
155
рические свойства материала. Ее называют диэлектрической проницаемостью
вещества: она показывает, во сколько раз величина напряженности
электрического поля внутри однородного диэлектрика меньше величины
напряженности внешнего поля:
Е0
Е = -^. (12.34)
Следует отметить, что понятие диэлектрической проницаемости для
произвольных сред вводится гораздо сложнее и соотношение (12.34) в них не
выполняется.
Поляризацией объясняются многие явления, наблюдаемые в повседневной
жизни. Например, наэлектризованная расческа притягивает маленькие кусочки
диэлектрика - бумаги (а ведь они нейтральны!). Дело в том, что на кусочке
бумаги возникают поляризационные заряды обоих знаков, притягиваемые и
отталкиваемые расческой. Однако бумага притягивается, потому что поле
вблизи расчески сильнее, чем вдали от нее. Если же этот кусочек бумаги
поместить в однородное электрическое поле, то он останется неподвижен.
Электроем кость
Напомним, что сообщенный уединенному проводнику заряд распределится по
его поверхности так, чтобы напряженность поля внутри проводника была
равна нулю. При этом проводник приобретет некоторый потенциал ср. Если
проводнику сообщить дополнительный заряд, то он также перераспределится
по его поверхности, и потенциал проводника изменится. Опыт показывает,
что потенциал проводника пропорционален находящемуся на нем заряду:
q = C ф, (12.35)
где коэффициент пропорциональности С называют электроемкостью (или просто
емкостью) проводника. В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах [Ф
= Кл/В].
Конденсаторы
Если к заряженному проводнику поднести какое-либо проводящее незаряженное
тело, то на этом теле появится индуцированный заряд; причем, заряды,
противоположные по знаку заряду проводника, расположатся ближе к
проводнику, чем одноименные с ним (рис. 12.25). При этом, очевидно,
потенциал заряженного проводника уменьшится. Согласно (12.35) это
означает увеличение емкости проводника. Поэтому, при изготовлении систем,
обладающих большой емкостью, используют два проводника, расположенные
близко друг от друга. Такие системы называют конденсаторами, проводники -
его обкладками, расстояние между ними - зазором.
Рис. 12.25
156
Чтобы внешние тела не оказывали влияния на емкость конденсатора,
обкладкам придают такую форму и так располагают их друг относительно
друга, чтобы поле, создаваемое зарядами обкладок, было сосредоточено
между ними. Ноиболее простая система, удовлетворяющая этим условиям,
представляет собой две параллельные металлические пластины, расположенные
на малом расстоянии друг от друга, на которых находятся разноименные
Предыдущая << 1 .. 59 60 61 62 63 64 < 65 > 66 67 68 69 70 71 .. 178 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed