І. Электрстатик а
ДИЭЛЕКТРИКТЕРДЕГІ ЭЛЕКТР ӨРІСІ
жүктеу/скачать 1,99 Mb.
|
І. Электрстатик а
| 2. ДИЭЛЕКТРИКТЕРДЕГІ ЭЛЕКТР ӨРІСІ
2.1. Полярлы және емес диэлектриктер Жалпы идеал диэлектриктерде электр өрісінің әсерінен оның бойымен орын ауыстыра алатын еркін зарядтар болмайды. Диэлектриктердің атомдары және молекулалары сан жағынан тең, теріс және оң микроскопиялық зарядтарға ие болғандықтан, ол электрлік тұрғыдан нейтрал, яғни бейтарап жағдайда болады. Өздерінің құрылысы бойынша барлық диэлектриктерді үлкен үш топқа бөлуге болады. Бірінші топқа оң және теріс зарядтарының «ауырлық центрлері бір – біріне дәл келетін диэлектриктер жатады. Мысалы, парафин, бензол, газ тектес сутегі, азот және т.б. Мұндай диэлектриктердің молекулалары полярлы емес, немесе полюсті емес деп аталады, өйткені, мұндай диэлектриктердің молекулалары сыртқы электр өрісі жоқ кезде дипольдік моментке ие бола алмайды (2.1.а – сурет). Ал, сыртқы электр өрісінде оң және теріс зарядтардың ауырлық центрлері бір – біріне қарағанда қарама – қарсы бағытта белгілі бір қашықтыққа ығысады (молекула өлшеміне қарағанда өте аз шамаға). 2.1- сурет Бұл жағдайда әрбір молекула дипольдік моментке ие болады, ол шамамен өріс кернеулігіне тура пропорционал болады. (2.1. ә - сурет). Рационалданған (системада) жүйеде пропорционалдық коэффиценті түрінде жазылады, мұндағы - электрлік тұрақты, ал - молекуланың полюстену қабілеті деп аталатын шама мен бағыттары дәл келетіндігін ескере отырып былай жазуға болады: (2.1) Сыртқы өісті «өшірсек, молекулалар бұрынғы қалпына келеді де дипольдік момент нөлге айналады. Мұндай дипольдер «серпімді» деп аталады. Екінші топқа су, нитробензол, ацетон және т.б. заттар жатады. Мұндай диэлектриктердің молекулаларының оң және теріс зарядтарының «ауырлық центрлері бір-біріне қарағанда ығысқан жағдайда болады да, сыртқы өріс жоқ кездің өзінде олар өзара қатаң диполь болып табылады. Мұндай молекулалар полярлы немесе полюсті деп аталады. Бұл диполь моменттері сыртқы өріс жоқ кезде жылулық қозғалыс нәтижесінде кеңістікте хаосты жағдайда орналасады да, дипольдің орташа электрлік моменті нөлге тең болады (2.2,а - сурет). Сыртқы өріс әсерінен әрбір дипольге оны өріс бағытында бұруға тырысатын электрлік күштер әсер етеді. Молекулалардағы зарядтар бір-бірімен салыстырғанда оң зарядтар өріс бағытымен, теріс зарядтар өріске қарсы ығысады. Бұған жылулық хаосты қозғалыс кедергі жасайды. Мұның нәтижесінде молекулалар өріске белгілі бұрыштармен орналасып, орташа бір электрлік моментке ие болады (2.2, ә - сурет). Оның шамасы өріс кернулігіне тура пропорционал, ал абсолюттік температураға кері пропорционал болады. Поляризацияның бұл түрі бағдарлаушылық немесе дипольдік поляризация деп аталады. 2.2 – сурет Үшінші топқа ионды құрылысты кристалды диэлектриктер жатады (хлорлы натрий, хлорлы калий т.б.). Мысалы, NaCl ас тұзының молекуласын қарастырайық. Натрий атомындағы сыртқы электрондық қабықшада атоммен әлсіз байланысқан бір валенттік электрон бар. Хлордың валенттік электроны жетеу. Молекула құрастырылған кезде натрийдің жалғыз валенттік электронын хлор қосып алады. Бейтарап атомдардың екеуі де таңбалары қарама – қарсы екі ионнан тұратын жүйеге айналады. Бұларды электр өрісіне енгізгенде, кристалл торының оң иондары өріс бағытымен, ал теріс иондар оған қарсы бағытта ығысады да дипольдік момент пайда болады. Егер поляризация кристалл остерімен салыстырғанда электр өрісінің бағытына байланысты болмаса, онда мұндай диэлектриктер изотропты, ал байланысты болса, анизатропты деп аталады. Біз изотропты диэлектриктерді қарастырумен шектелеміз. жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|