Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 75

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 280 >> Следующая

“П0Л = ~4(dAjdT)K (Тк — Т) (Т < Т^' (39'17)
Мы видим, что на одинаковых расстояниях от точки Кюри апспол = За™11.
14. В заключение скажем несколько слов об антисегнетоэлектричеапве. Это явление имеет ту же физическую природу, что и сегнетозлектричество, и состоит в следующем. В некоторых кристаллах в определенной области температур рядом стоящие ионы одинакового типа самопроизвольно ориентируются не параллельно друг другу, а антипараллельно. Такие кристаллы называются антисегнетоэлектрическими. Антисегнетоэлек-трик можно представить себе в виде вставленных друг в друга подрешеток, причем в одной подрешетке все дипольные моменты ионов параллельно ориентированы в одном, а в дру-
гой — в противоположном направлениях, так что дипольный момент всего кристалла равен нулю. Переход от упорядоченного расположения ионов к неупорядоченному происходит в анти-сегнетоэлектрической точке Кюри: упорядоченная ориентация наблюдается обычно ниже, а неупорядоченная — выше этой точки. В самой точке Кюри наблюдается максимум диэлектрической проницаемости, величина которого меньше, чем у многих
сегнетоэлектриков. При наложении электрического поля возникает электрическая поляризация Р. Поскольку в отсутствие поля Р = 0, в слабых полях зависимость Р от Е практически линейна. Однако, если поле достаточно сильное, антисегнетоэлектрик может перейти в сегнетозлектрическое состояние. При таких «вынужденных» фазовых переходах в сильных полях наблюдаются двойные петли гистерезиса (рис. 106).
ГЛАВА II
электрический ТОК
# *
§ 40. Плотность тока. Закон сохранения электрического заряда
1. Электрический ток есть упорядоченное движение электрических зарядов. Эти заряды в учении о токах называются носителями тока. В металлах и полупроводниках носителями тока являются электроны, в электролитах и ионизованных газах = положительные и отрицательные ионы.
Є
udt
а)
О
Рис. 107.
Рассмотрим сначала простейший случай, когда все носители тока одинаковы (например, электроны в металлах). Выделим мысленно в среде, по которой течет ток, произвольный физически бесконечно малый объем и обозначим через и средний вектор скорости рассматриваемых носителей в этом объеме. Его называют средней, дрейфовой или упорядоченной скоростью движения носителей тока. Обозначим, далее, через п концентрацию носителей тока, т. е. число их в единице объема. Проведем бесконечно малую площадку dS, перпендикулярную к скорости а. Построим на ней бесконечно короткий прямой цилиндр с высотой и di, как указано на рис. 107, а. Все частицы, заключенные внутри этого цилиндра, за время dt пройдут через площадку dS, перенеся через нее в направлении скорости а электрический заряд dq = пей dS dt, где в — заряд отдельной частицы. Таким образом, через единицу площади за единицу времени переносится электрический заряд / = = пей. Вектор
j—neu (40.1)
ПЛОТНОСТЬ ТОКА
175
называется плотностью электрического тока. По величине плотность тока J есть заряд, переносимый в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к току. Направление же вектора J совпадает с направлением упорядоченного течения положительного электричества.
Обобщение приведенных рассуждений на случай нескольких типов зарядов, создающих ток, не представляет труда. В этом случае плотность тока определяется выражением •
где суммирование ведется по всем типам носителей тока (л,-, eit щ означают концентрацию, заряд и упорядоченную скорость t-ro носителя).
Установим произвольно положительное направление нормали к площадке dS и проведем в этом направлении единичный вектор я. Если частицы положительные, то переносимый заряд в направлении нормали п будет положительным или отрицательным в зависимости от того, движутся ли частицы в направлении вектора п или в противоположном направлении.
Для отрицательных частиц соотношение будет 3 обратным. Вообще, количество переносимого электричества можно записать в виде
случае, когда площадка dS не перпендикулярна к вектору j (рис. 107, б). Чтобы убедиться в этом, достаточно заметить, что составляющая вектора J, перпендикулярная к вектору п, через площадку dS электричества не переносит.
2. Одним из фундаментальных физических законов является закон сохранения электрического заряда (см. § 2). Выразим его математически через макроскопические величины: плотность заряда р и плотность электрического тока J. Возьмем в среде произвольную замкнутую поверхность S, ограничивающую объем V (рис. 108). Количество электричества, ежесекундно вытекающее из объема V через поверхность S, представляется интегралом §jndS. Ту же величину можно представить в виде — dqldt, где q — заряд, содержащийся в объеме V. Приравнивая оба выражения, получим
(40.2)
dq = (jri) dS = jndS. (40.3)
Последняя формула остается верной и в том Рис. 108.
(40.4)
s
(Мы употребляем символ частной производной dldt, чтобы подчеркнуть, что поверхность S должна оставаться неподвижной.)
176
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ! ТОК
[ГЛ. II
Представив q в виде q=^pdV и преобразовав поверхностный интеграл в объемный $ divjdV, придем к соотношению
Предыдущая << 1 .. 69 70 71 72 73 74 < 75 > 76 77 78 79 80 81 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed