Электродинамика и распространение радиоволн (электродинамика). Калашников В.С - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

1.2 Векторы электрического поля.
Напряженность электрического поля
Е
в произвольной среде на
расстоянии r от источника определяется на основе хорошо известного закона
Кулона и равна силе
F , с которой электрическое поле действует на
точечный,положительный заряд q
0
, находящийся в рассматриваемой точке:
2
0
0
4 r
rQ
q
F
E
а
πε
== . (1.1)
Здесь: Q – заряд, создающий электрическое поле (сторонний заряд);
r
0
– единичный вектор, совпадающий с направлением Q – q
0
;
ε
а
– абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, имеет смысл
электрической постоянной среды.
В случае когда взаимодействие зарядов рассматривается в вакууме
(пустоте, свободном пространстве), электрическую постоянную принято
обозначать ε
0
, она имеет смысл абсолютной диэлектрической проницаемости
вакуума и ее величина в единицах СИ равна 10
-9
/36
π
,Ф/м.
Из выражения (1.1) следует, что величина напряженности
электрического поля, создаваемой одним и тем же зарядом, на одинаковом
расстоянии будет различна в различных средах. Физика этого явления связана с
тем обстоятельством, что под действием кулоновских сил в электрическом
поле происходит поляризация среды – сложный процесс, непосредственно
связанный с атомной структурой вещества. Упрощенно этот процесс можно
представить следующим образом: каждый атом вещества состоит из ядра и
электронной оболочки и его суммарный заряд равен нулю. Соединения атомов
образуют молекулы, которые могут быть полярными, либо неполярными.
Неполярные молекулы электрически нейтральны, полярные же – обладают
дипольным моментом. Под действием сил поля в неполярных молекулах
происходит перераспределение отрицательных и положительных зарядов и
молекула приобретает дипольный момент, ориентированный определенным
образом, т.е. молекула перестает быть электрически нейтральной. Такой вид
поляризации носит название электронной поляризации. В случае полярных
молекул действие внешнего поля приводит к тому, что произвольно
ориентированный дипольный момент молекулы также приобретает
определенную ориентацию. Подобная поляризация называется
ориентационной поляризацией. Очевидно, что ориентационная поляризация
всегда сопровождается электронной. Такие физические процессы характерны
для жидких и газообразных сред. Поляризация твердых сред имеет некоторые
особенности, но сущность ее остается той же, только роль атомов и молекул
играют положительно и отрицательно заряженные ионы, расположенные в
узлах кристаллической решетки вещества.
Количественно эффект поляризации можно учесть с помощью вектора
удельной поляризации
Р
.
0
lnlgnрР ×××=×=
(1.2)
Здесь:
р
- вектор поляризации одной молекулы;
n – количество молекул в единице объема;
5

Страницы