Электричество и магнетизм. Эу_Э. Учебник по физике кгтукхти. Кафедра физики. Старостина И. А., Кондратьева О. И., Бурдова Е. В. Для перемещения по тексту электронного учебника можно использовать

• Название: Учебник по физике кгтукхти. Кафедра физики. Старостина И. А., Кондратьева О. И., Бурдова Е. В. Для перемещения по тексту электронного учебника можно использовать
• Анкор: Электричество и магнетизм
• Дата: 06.02.2020
• Размер: 1.52 Mb.
• Имя файла: Эу_Э.doc
• Тип: Учебник; #107388
• страница: 17 из 35

1.15.3. Напряженность поля в диэлектрике

Поместим пластину однородного диэлектрика в электрическое поле меж­ду двумя бесконечными парал­лельными разноименно заряженными плоскостями (рис.1.19). Под действием внешнего поля диэлектрик поля­ризуется, в результате чего, на боковой грани диэлектрика, обращенной к положительной плоскости, появляется избы­ток отрицательных зарядов с поверхностной плотностью -, а на противопо­ложной - избыток положительных заря­дов с поверхностной плотностью +. Эти не скомпенсиро­ванные заряды называются связанными и они создают свое собст­венное добавочное поле , направленное против внешнего поля . На рисунке 1.19 сплошными стрелками обозначены силовые линии внешнего поля , а пунктирными - поля . Поэтому результирующая напряженность поля в диэлектрике меньше на величину : .




Рис.1.19. К вычислению электростатического поля в диэлектрике.


Напряженность собственного добавочного поля диэлектрика можно определить с помо­щью формулы для напряженно­сти поля между параллельными бесконечными заря­жен­ными плоскостями: . Определим поверхностную плотность связанных зарядов . Для однородного диэлектрика, занимающего объем V, полный дипольный момент равен , где S ‑ площадь боковой грани пластины, d - ее толщина. С другой стороны, , где ‑ связанный заряд боковой грани. Поскольку , то . Отсюда имеем , следовательно . Отсюда, плотность связанных зарядов  равна поляризованности диэлектрика Р_е. Таким об­разом, напряженность поля внутри диэлектрика можно записать в виде: . Так как Р_е=₀æЕ, то . Отсюда и . Ранее было показано, что относительная диэлектрическая проницаемость среды  есть от­ношение сил взаимодействия зарядов в вакууме F₀ и в данной среде F. Так как напряженно­сти поля пропорциональны этим силам, то . Подставив это соотношение в последнюю формулу, получим: .

Таким образом, диэлектрическая проницаемость среды показывает во сколько раз напряженность поля в диэлектрике уменьшается по сравнению с напряженностью внешнего поля, а также количест­вен­но характеризует способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.