§1.3. Диполь

Электрическим диполем (от греч. ди- два и полос-полюс) называется совокупность двух равных по величине, разноименных, точечных зарядов q, расположенных на некотором расстоянии ℓ друг от друга.

где – электрический момент диполя.

Считается, что он направлен от –q к +q , хотя в литературе по химии иногда , а направление от +q к –q.

[p_e]=Кл^.м, иногда, из-за малости используют внесистемную единицу дебай(Д). 1Д≈3,336^.10^-30 Кл^.м

Вдали от диполя, при r >> ℓ, E~1/r³.

Два диполя взаимодействуют друг с другом, лишь находясь в непосредственной близости, т.к. для них сила взаимодействия ~ 1/r⁴.

Н а диполь с электрическим моментом в однородном электрическом поле с напряженностью со стороны поля действует пара сил и , которая стремится повернуть диполь так, чтобы α=0 ( ).Момент М этой пары сил М=q^.E^.ℓ^.sinα. Под воздействием этих сил диполь только поворачивается вдоль силовых линий поля и остается на месте, т.к. действующие на нее силы равны по величине. Такое положение устойчиво, т.к. оно соответствует минимальному значению потенциальной энергии взаимодействия между полем и диполем. (W_p=min).

В неоднородном поле, где Е меняется от точки к точке, диполь не только ориентируется вдоль линии направлении, но и втягивается в область более сильного поля и чем больше gradE , тем больше разность сил ΔF действует на диполь.

По этой причине ионы в жидких и газообразных средах с полярными молекулами «обрастают» оболочкой из молекулярных диполей.

§1.4. Проводники в электрическом поле

Проводник – вещество, в котором может происходить упорядоченное перемещение электрических зарядов (т.е. создаваться электрический ток). Роль свободных зарядов у металлов играют свободные электроны (n_e≈10²⁸∙10²⁹м⁻³), а в растворах и у ионизованных газов – ионы. Который приводит к заметным переносом вещества или химическим превращением

В нутри проводника, помещенного в электрическом поле, напряженность электрического поля

= + ,

где - напряженность индуцированного электрического поля.

Электростатическая индукция – это перераспределение поверхностных зарядов в проводнике под воздействием внешнего электростатического поля. Электрическое поле этих зарядов противостоит внешнему электрическому полю и всегда = - . Чем больше , тем больше зарядов накапливается на поверхности проводника, тем больше . По этому внутри проводника эл. поле отсутствует ( =0), и все точки проводника имеют одинаковый потенциал.

Поверхность проводника – эквипотенциальная поверхность: силовые линии у поверхности проводника перпендикулярны его поверхности, иначе заряды перемещались в сторону.

Электростатическое поле отсутствует и внутри полостей, имеющихся в проводнике (электростатическая защита).

Электрические заряды располагаются только на внешней поверхности проводника, но неравномерно: на остриях, выпуклых частях, ребрах, поверхностная плотность зарядов (ρ) наибольшая и там же напряженность поля зараженного проводника больше, вблизи впадин – ρ меньше.