Физика. Электричество и магнетизм. Барсуков В.И - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где
0
Е
r
–
напряжённость поля, созданного свободными зарядами;
Е
′
r
–
напряжённость поля, созданного
связанными зарядами.
Поляризация любого элементарного объёма диэлектрика обусловлена именно этим
полным
полем
Е
r
. Именно об этом поле идёт речь в соотношении (1.18.7).
3. Поле связанных зарядов
Е
′
r
внутри диэлектрика
всегда
ослабляет
поле свободных зарядов: сум-
марное поле, которое существует в данной точке внутри диэлектрика, всегда
меньше
того поля, которое
существовало бы в этой же точке в отсутствие диэлектрика (при том же распределении свободных заря-
дов):
E
внутри
< E
0
.
Поле связанных зарядов в диэлектрике никогда не компенсирует полностью поле свободных заря-
дов: оно компенсирует внешнее поле лишь частично!
Из сказанного
вовсе не следует
, что поле
Е
′
r
в диэлектриках
всегда направлено противоположно
0
Е
r
.
Направление
Е
′
r
зависит помимо всего прочего от формы диэлектрика и его положения в электрическом
поле.
В зависимости от этих факторов угол между
Е
′
r
и
0
Е
r
может принимать любые значения от
2
π
до π. На ри-
сунке 1.43 указаны направления векторов
Е
′
r
и
0
Е
r
внутри диэлектрика, имеющего форму большой плос-
копараллельной пластины и расположенного в однородном поле так, что его грани не перпендикулярны
линиям поля. Угол между векторами
0
Е
r
и
Е
′
r
не равен π.
4.
Вне
диэлектрика поле связанных зарядов может и
усиливать
,
и ослаблять
поле свободных заря-
дов, поэтому полное поле здесь может быть больше, меньше или равно полю свободных зарядов.
Рисунок 1.44 поясняет сказанное. В однородное поле внесен длинный тонкий стержень из однород-
ного диэлектрика. Поле связанных зарядов
+
′
q
и
−
′
q
будет приблизительно таким же, как и поле двух то-
чечных разноимённых зарядов. Линии
Е
′
r
на рисунке изображены тонкими линиями, линии
0
Е
r
–
тол-
стыми.
Из чертежа видно, что в точке
А
(внутри диэлектрика) результирующее поле меньше, в точке
В
(вне
диэлектрика) больше и в точке
С
(также вне диэлектрика) меньше
E
0
.
5. Можно показать, что на границе раздела двух диэлектриков с различными ε
происходит скачко-
образное изменение величины и направления вектора напряжённости (это изменение обусловлено на-
личием связанных зарядов).
Линии
вектора напряжённости
на границе
раздела диэлектриков
преломляются
и испытывают
раз-
рыв:
часть линий либо начинается, либо обрывается на связанных зарядах (рис. 1.45,
а
)
.
6. Очевидно, что
расчёт поля
в веществе –
задача
более сложная
, чем расчёт поля в вакууме. При
наличии диэлектриков приходится учитывать не только свободные, но и связанные заряды, распределе-
ние которых, особенно в случае неоднородной поляризации, не отличается простотой.
7. Для упрощения решения задач электростатики вводится вспомогательная характеристика поля –
вектор
электростатичес
кой индукции
D
r
.
По
определению
, вектор
D
r
равен геомет-
рической сумме вектора
E
r
0
ε
(
E
r
–
результи-
рующее
поле свободных и связанных зарядов)
и вектора поляризации
P
r
:
PED
r
r
r
+ε=
0
.
(1.19.2)
8. В изотропных диэлектриках в не очень
сильных полях вектор поляризации является
Рис. 1.44
Рис. 1.45

Страницы