Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диполь. Дипольный момент. Поляризация. Вектор поляризации. Сегнетоэлектрики. Точка Кюри.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Диполь. Дипольный момент. Поляризация. Вектор поляризации. Сегнетоэлектрики. Точка Кюри.

• В проводниках, помещенных в поле, наводятся (индуцируются) заряды противоположных знаков. Эти заряды располагаются по поверхности проводника таким образом, что напряженность электростатического поля внутри проводника равна нулю, а поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью.
• Изоляторы (диэлектрики), помещенные в поле, поляризуются. Поляризация состоит в том, что заряды, входящие в состав молекул смещаются таким образом, что их электрическое поле становится подобным полю двух точечных разноименных зарядов, равных по модулю.
• Вообще систему зарядов, внешнее поле которых аналогично полю двух разноименных точечных зарядов, равных по величине, называют электрическим диполем:
  • 
• Величина диполя характеризуется векторной величиной, называемой электрическим моментом диполя:
  • p = ql
• Направление вектора p всегда принимается от минуса к плюсу.
• Для оценки величины общей поляриззации диэлектрика принимается вектор поляризации, равный векторной сумме всех электрических моментов диполя в единице объема:
  • P=(1 / V) * Σp
• Векторы поляризации и индукции связаны соотношением:
  • D = E + 4πP (в СГСЭ)
  • D = ε₀E + P (в СИ)
• Молекулы некоторых диэлектриков даже в отсутствие электрического поля представляют собой диполи. Поляризация таких веществ состоит в ориентации молекулярных диполей по направлению поля.

Сегнетоэлектрики

• Сенетоэлектрики получили свое название от сегнетовой соли, в которой впервые была обнаружена самопроизвольная (спонтанная) поляризация. Даже в отсутствие электрического поля сегнетоэлектрик расчленяется на малые (микроскопические) объемы, которые имеют электрический момент . Эти области спонтанной поляризации называются доменами. Электрические моменты доменов в отсутствие поля ориентированы в различных направлениях, а поэтому электрический момент всего сегнетоэлектрика будет равна нулю.
• Во внешнем электрическом поле сегнетоэлектрик поляризуется в целом за счет изменения направления поляризации доменов. После прекращения действия поля сохраняется остаточная поляризация.
• Диэлектрическая проницаемость ε сегнетоэлектриков имеет большие значения (иногда порядка нескольких тысяч); она сильно зависит от напряженности электрического поля.
• При температурах, превышающих некоторое значение, тепловое движение разрушает домены, вследствие чего сегнетоэлектрические свойства исчезают. Такая температура называется точкой (температурой) Кюри (Т_к)