Физика диэлектриков. Щербаченко Л.А. - 13 стр.

                  Допустим, что полярная молекула с дипольным моментом µ 0 упруго
            связана некоторыми силами, например, силами взаимодействия с окру-
            жающими полярными молекулами. Эти силы ориентируют нашу молекулу
            при отсутствии внешнего поля в определённом направлении.
                                        Пусть это направление составляет угол θ с
                                  направлением поля (рис.2), причём квазиупругие
                                  силы,     удерживающие    полярную    молекулу,
                                  характеризуются величиной силы F, действующей
                                  на единицу заряда; F является, таким образом,
                                  напряжённостью некоторого внутреннего поля.
                                        Тогда в отсутствии внешнего поля
                                  потенциальная энергия закрепления полярной
                                  молекулы будет равна
                   Рис.2                U 0 = −µ 0 F ,
                                        так как угол между направлением силы F и
            направлением оси диполя равен нулю. Внешнее поле, создав вращающий
            момент, повернет полярную молекулу. Вращающий момент, действующий
            на диполь во внешнем однородном поле, равен, как известно из электро-
            статики,
                                                                     r ∧ r
                                                     M = µ 0 E sin  µ 0 , E  ,
                                                                              
                                                      Полярная молекула будет находиться в
                                                равновесии, если вращающий момент внешнего
                                                поля будет равен обратному вращающему мо-
                                                менту квазиупругой силы F . Пусть это
                                                положение будет соответствовать повороту оси
                                                диполя на угол θ1 от первоначального
                                                положения её (рис. 3). Тогда условие
                                                равновесия имеет вид
                      Рис.3
                                                     µ 0 F sin θ1 = µ 0 E sin (θ − θ1 ) ,
                   или
                                sin (θ − θ1 )
                              E
                   sin θ1 =                                           (11)
                              F
                 Если считать, что полярная молекула сильно закреплена, а внешнее
            поле не очень велико, тогда очевидно: θ1 << θ , и выражение (11) примет
            следующий вид:
                              E
                   sin θ1 =     sin θ                                                  (11а)
                              F
                 Поворот полярной молекулы на угол θ1 в направлении поля E будет
            эквивалентен возникновению некоторого дипольного момента µ в напра-
            влении поля. Действительно, до поворота диполя составляющая ди-
            польного момента µ 0 в направлении поля равна µ 0 cos θ , а после поворота
            равна µ 0 cos(θ − θ1 ) .

                                                                                          13

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com