7.Потенциал точечного заряда
Пусть поле точечного
заряда q исслед.зарядом Q.
,
;
Л
инии
напряженности совпадают с радиусами
,
Интегрируя последнее выражение, найдем:
т.к. потенциал в
бесконечности (r=
)
равен нулю (
,
то С=0
Энергия заряда в поле точечного заряда q равна:
;
Работа перемещения в таком поле равна:
18. Электронная теория поляризац. Диэл-ков
Как и всякое в-во, диэл-ик сост. из молекул, в состав кот. входят отриц. электроны и положит. ядра. Заряды разного знака в пределах молекулы могут компенсировать друг друга так, что в целом молекула нейтральна. Молекулы таких диэл-ов наз. неполярными (H2, N2, CO2 и др. ).
В
электрич. поле центры положит. и отриц.
зарядов раздвигаются вдоль поля. Такой
тип поляризации наз. электронной
поляризацией или поляризацией смещения.
Диполи неполяр. молекул, возникающие
под воздействием внеш. поля, наз.
упругими.
Упругие диполи всегда направлены по
полю.
И
меются
диэлектрики, в молекулах кот. центры
отриц. зарядов даже в отсутствии поля
смещены на нек. расст.относит.центра
положит. зарядов. Молекулы таких диэл-ов
наз. полярными.Здесь электрич. поле
эквивалентно полю диполя. Если расст.
между зарядами молекулы не меняется
под действием внеш. электрич. поля, то
молекулы таких диэл-ов явл. твердыми
диполями (H2O,
SO2,
H2S,
NO2
и т. д.).
Если молекулы диэл-ка рассм. как диполи, то в отсут. поля они располаг. хаотично. При наложении поля, на каждый диполь действует пара сил, стремящаяся ориентировать его по полю. Возник. поляризация диэл-ка, кот. наз. дипольной или ориентационной. Ориентация тем >, чем > поле и чем ниже тем-ра.
,n–число
молекул в ед. объема
– для диэл-ов с
полярными и неполярными молекулами.
- для электронной
поляризации.
Е’ – напряженность поля, действующего на молекулу.
Е’ отличается от среднего поля Е внутри диэл-ка. β – коэффициент, назыв. поляриз-тью молекулы, зависит от строения молекулы.
Ионные кристаллы NaCl представляют собой пространственные решетки с правильным чередованием ионов различных знаков. В этих кристаллах нельзя выделить отдельные молекулы, а их с можно рассм. как систему 2х вдвинутых одна в др. ионных решеток, в отсут. поля на каждой грани кристалла нахо.одинак. число положит. и отриц. ионов. Если такой кристалл поместить в электрич. поле, то ионные решетки сместятся в противоп. стороны, вследствие чего на противоп. гранях кристалла будут преобладать ионы одного знака: кристалл будет поляризован. Этот тип поляризации наз. ионной поляризацией.
19. Сегнетоэлектрики и их свойства. Пьезоэлектрический эффект
Сущ. хим. соед. NaKC4H4O6 · 4H2O сегнетова соль, имеющая необыч. диэлектрич. св-ва. Сегнетова соль – двойная натриевокалиевая соль винной кислоты.
1. диэлектрическая проницаемость ε = 6000 – 9000;
2. хорошо поляризуются во внешнем поле;
3. нет линейной зав-ти между вектором поляризации и напр-ю поля;
4
.
знач. электрич. смещения в сегнетовой
соли опред. не только знанием Е поля,
но и зависит от предшествовавших сост.
поляризации. Диэл-кий гистерезис.
D1 – остаточная поляризация
5. сегнетоэлектрич. св-ва зависят от тем-ры. При тем-рах превышающих значение т. к., кот. различно для разных в-тв, сегнетоэлектрич. свойства исчерпываются и сегнетоэлектрики превращаются в диэлектрик.
6. Сегнетоэлектрики обладают пьезоэффектом.
Пьезоэлектрический эффект – возник. электрич. поляризации в в-ве в отсутствие электрич. поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механич.деформаций под действием электрич. поля (обратный пьезоэл-кий эффект).