14. Связь напряженности и потенциала электрического поля.

Как известно, в потенциальном поле сила может быть получена из потенциальной энергии из соотношения

.

Тогда для напряженности электрического поля из соотношений

, ,.

Получается .

15. Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков.

Диэлектрикаминазываются вещества, которые в обычных условиях практически не проводят электрический ток, их удельное сопротивление враз больше, чем у металлов. Согласно представлениям классической физики, в диэлектриках, в отличие от проводников, нет свободных носителей заряда, которые могли бы под действием электрического поля создавать ток проводимости. К диэлектрикам относятся все газы; некоторые жидкости (дистиллированная вода, масла, бензол); твердые тела (стекло, фарфор, слюда). Термины "диэлектрик" и "диэлектрическая постоянная" были введены в науку в 1837 г. M. Фарадеем.

Электрический дипольный момент молекулы, гдеq- суммарный заряд ядер или электронов;l- вектор, представляющий собой плечо эквивалентного диполя.

Молекулы, обладающие электрическим дипольным моментом, называют полярными. Полярным диэлектриком является вода; следующие вещества: CO; N₂O; S₂O; NH; HCl также имеют в своем составе полярные молекулы. В объеме вещества дипольные моменты молекул распределены по разным направлениям хаотическим образом, так что их сумма равна нулю. Молекулы, у которых положения эквивалентного положительного и эквивалентного отрицательного заряда совпадают и, следовательно, дипольный момент каждой молекулы равен нулю (), называютнеполярными. Такие вещества, каксостоят из неполярных молекул.

16. Вектор электрического смещения. Теорема Остроградского-Гаусса для электрического поля в диэлектрике.

Электри́ческая инду́кция или электрическое смещение — векторная величина, равная сумме вектора напряжённости электрического поля и вектора поляризации.

В СИ: D = ε ₀E + P. Величина электрической индукции в системе СИ: кулон на м² (Кл/м²).

Теорема: поток вектора смещения электростатического поля в диэлектрике сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности свободных электрических зарядов.

, где∑Q_i и ∑Q_iс – соответственно алгебраические суммы свободных и связанных зарядов, охватываемых замкнутой поверхностью S.

17. Диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая восприимчивость. Поляризованность. Условия на границе раздела диэлектриков.

Диэлектрическая проницаемость, величина, характеризующая диэлектрические свойства среды - ее реакцию на электрическое поле. В соотношении D = eЕ, где Е - напряженность электрического поля, D - электрическая индукция в среде, Диэлектрическая проницаемость - коэффициент пропорциональности e.

Диэлектрическая восприимчивость, величина, характеризующая способность диэлектриков к поляризации. Количественно Диэлектрическая восприимчивость - коэффициент пропорциональности c в соотношении = cЕ, где Е - напряженность электрического поля, - поляризация диэлектрика (дипольный момент единицы объема диэлектрика). Диэлектрическая восприимчивость характеризует диэлектрические свойства вещества так же, как и диэлектрическая проницаемость e, с которой она связана соотношением: e = 1 + 4pc.

Поляризованность определяется как дипольный момент единицы объёма диэлектрика. где-диэлектрическая восприимчивость.

Условия на границе раздела диэлектриков:

При наличии на границе раздела стороннего заряда с поверхностной плотностью δ нормальная составляющая вектора D терпит разрыв. При отсутствии стороннего заряда на границе

D_1n = D_2n

Нормальные составляющие вектора E с разных сторон границы раздела относятся как:

.

Нормальная и тангенциальная составляющие вектора E на границе раздела ведут себя по разному. В результате линии вектора E испытывают преломление.

, .