Диэлектрики с полярными молекулами

Вещества, молекулы которых имеют ассиметричное строение, т.е. центры «тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Таким образом, эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля обладают дипольным моментом. Молекулы таких диэлектриков называются полярными. При отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы в пространстве хаотично и их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий дипольный момент.

Примеры.

Ионные диэлектрики

Вещества, молекулы которых имеют ионное строение. Ионные кристаллы представляют собой пространственные решетки с правильным чередованием ионов разных знаков. В этих кристаллах нельзя выделить отдельные молекулы, а рассматривать кристаллы можно как систему двух вдвинутых одна в другую ионных подрешеток. При наложении на ионный кристалл электрического поля происходит некоторая деформация кристаллической решетки или относительное смещение подрешеток, приводящие к возникновению дипольных моментов.

Примеры.

Поляризация диэлектриков и ее виды

Поляризация – процесс ориентации диполей или появления под воздействием внешнего электрического поля ориентированных по полю диполей.

Существует три типа поляризации: электронная (деформационная), ориентационная (дипольная), ионная.

Электронная (деформационная) – поляризация диэлектрика с неполярными молекулами, заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит.

Ориентационная (дипольная) – поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю. Тепловое движение препятствует полной ориентации молекул, но в результате совместного действия обоих факторов (электрическое поле и тепловое движение) возникает преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Эта ориентация тем сильнее, чем больше напряженность электрического поля и ниже температура.

Ионная – поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками, заключающаяся в смещение подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных – против поля, приводящем к возникновению дипольных моментов.

Напряженность поля в диэлектрике

Поляризованность Связь векторов и

; ϰ - эта линейная зависимость наблюдается

для изотропных диэлектриков и не слишком

больших . ϰ (каппа) – диэлектрическая

восприимчивость вещества, характеризующая

свойства диэлектрика; безразмерная величина;

составляет несколько единиц.