§ 22-2. Дыэлектрыкі ў электрастатычным полі

Палярызацыя дыэлектрыка. Які ж механізм пераразмеркавання зарадаў у дыэлектрыку? Дзеянне электрастатычнага поля з напружанасцю E with rightwards arrow on top, у якое змешчаны дыэлектрык, зводзіцца да пераразмеркавання электронаў у аб'ёме кожнага атама дыэлектрыка. У выніку цэнтр мас электрычнага зараду электроннай абалонкі атама зрушваецца адносна цэнтра мас дадатнага зараду ядра атама. У цэлым нейтральны атам (малекула) ператвараецца ў электрычны дыполь (ды — два, поль — полюс) (мал. 118.8). Разгледжаная з'ява атрымала назву электроннай палярызацыі. Механізм электроннай палярызацыі ўніверсальны, бо праяўляецца ў атамах, малекулах або іонах любога дыэлектрыка.

Мал.
Мал. 118.8

Калі дыэлектрыкі складаюцца з малекул, якія з'яўляюцца электрычнымі дыполямі ва ўмовах адсутнасці знешняга поля, то іх называюць палярнымі (вада, аміяк, эфір, ацэтон і інш.). У палярных дыэлектрыкаў пры адсутнасці знешняга электрастатычнага поля малекулы-дыполі, ажыццяўляючы цеплавы рух, размяшчаюцца хаатычна (мал. 118.9, а). Рэзультуючае электрычнае поле, якое ствараецца малекуламі-дыполямі, практычна роўнае нулю.

Мал.
Мал. 118.9

Пад дзеяннем знешняга электрастатычнага поля малекулы-дыполі імкнуцца павярнуцца так, каб іх восі супалі з напрамкам напружанасці знешняга поля (мал. 118.9, б). Калі напрамак напружанасці поля перпендыкулярны паверхням, што абмяжоўваюць дыэлектрык, то адна з гэтых паверхняў аказваецца зараджанай адмоўна, а другая — дадатна. У непалярных дыэлектрыкаў (парафін, бензол, азот і інш.) малекулы са сферычна сіметрычным размеркаваннем зарадаў пры адсутнасці знешняга электрычнага поля не ствараюць і ўласнага поля (мал. 118.9, в). Пад уплывам электрастатычнага поля, як ужо было сказана, дадатныя і адмоўныя зарады ў межах малекулы некалькі зрушваюцца адзін адносна аднаго, утвараючы дыполь. Таму, як і ў выпадку з палярнымі дыэлектрыкамі, у непалярных дыэлектрыках на адной паверхні з'яўляецца дадатны палярызацыйны зарад, на другой — адмоўны (мал. 118.9, г).

У адрозненне ад свабодных зарадаў правадніка палярызацыйныя зарады ў дыэлектрыку не перамяшчаюцца на макраскапічныя адлегласці, таму іх і называюць звязанымі. Гэтыя зарады нельга аддзяліць адзін ад аднаго. Так, калі палярызаваны дыэлектрык разрэзаць папалам у знешнім электрычным полі, то на адным баку кожнай палавінкі будзе нескампенсаваны дадатны зарад, а на другім — адмоўны.