Диполь в однородном и неоднородном поле

. Поле диполя. Под электрическим диполем понимают электронейтральную систему близко расположенных двух точечных зарядов, отстоящих друг от друга на расстояние l (рис.2.3,б). Для описания электрического поля, созданного диполем, вводят понятие дипольного момента . Это вектор, направленный по прямой от заряда (+q) к заряду (-q), т.е. по оси диполя, и равный по модулю произведению модуля одного из зарядов на расстояние l между ними

.

Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризованность и связанные заряды.Электрическое поле в диэлектрике.Индукция электрического поля D. Теорема Гаусса для D.Условия на границе двух диэлектриков.

Сегнетоэлектрики. Сегнетоэлектрики. К ним относят пьезоэлектрики, обладающие самопроизвольной (спонтанной) поляризацией в отсутствие внешнего электрического поля. Она может существенно изменяться под влиянием различных внешних факторов. Отметим ряд необычных свойств сегнетоэлектриков.

1. Относительная диэлектрическая проницаемость ε может достигать нескольких тысяч единиц, тогда как у обычных диэлектриков она достигает несколько сотен единиц.

2. Между молекулами устанавливается взаимодействие, которое приводит к параллельной ориентации дипольных моментов молекул в макроскопических областях, называемых доменами. Направление дипольных моментов молекул в разных доменах разное, поэтому в отсутствие электрического поля вектор поляризации сегнетоэлектрика равен нулю (рис.2.32,а).

Размеры доменов устанавливаются за счет действия двух факторов:

1) энергетически выгодно увеличивать число доменов, так как уменьшается энергия для поддержания электрического поля за пределами сегнетоэлектрика (рис.2.32,б,в,г); 2) энергетически выгодно уменьшать число доменов из-за того, что уменьшается длина границ между доменами, на которых накапливается энергия электрического поля из-за резкого изменения направления дипольных моментов молекул соседних доменов.

Рис.2.32

3. Зависимость вектора поляризации от модуля напряженности электрического поля является нелинейной и в сравнительно слабых полях достигается насыщение. Это связано с тем, что вдоль поля устанавливаются сразу же все молекулы отдельных доменов.

Поляризация сегнетоэлектрика сопровождается сначала увеличением объемов доменов с выгодной ориентацией дипольных моментов молекул относительно электрического поля (для них угол между векторами и наименьший, рис.2.33 участок 0-1).

Рис.2.33

В итоге образец становится однодоменным (состояние 1). Затем происходит поворот вектора , и он устанавливается вдоль вектора электрического поля (процесс вращения), образец становится поляризованным до насыщения.