Диэлектрики, в молекулах которых центры тяжести положительных зарядов (ядер) и отрицательных зарядов (электронов) при отсутствии внешнего электрического поля не совпадают, называются полярными. Полярный диэлектрик есть совокупность полярных молекул – электрических диполей.
Дипольный электрический момент полярной молекулы (рис.17.8) – в отсутствие внешнего поля – отличен от нуля:
Рис.17.8.Полярная молекула – электрический диполь.
(17.14)
Но в отсутствие внешнего электрического поля все диполи разориентированы (рис.17.9) и поэтому векторная сумма дипольных моментов всех молекул, как в неполярных диэлектриках, равна нулю:
(17.15)
Рис.17.9.Полярные молекулы (диполи) в полярном диэлектрики в отсутствие внешнего поля.
Во внешнем однородном электростатическом поле в полярном диэлектрике происходит ориентационная поляризация (рис.17.10).
Рис.17.10. Ориентационная поляризация полярного диэлектрика
Векторная сумма дипольных моментов всех молекул полярного диэлектрика во внешнем поле отлична от нуля:
|
|
(17.16)
При нагреве полярного диэлектрика молекулы разориентируются вследствие теплового движения. Дипольные моменты молекул компенсируют друг друга и суммарный дипольный момент полярного диэлектрика стремится к нулю (рис.17.11).
Рис.17.11. Зависимость дипольного момента полярного диэлектрика от температуры
17.2.2.Электрический диполь во внешнем однородном
электростатическом поле (в вакууме)
Во внешнем однородном электрическом поле на заряды q 1 и q 2 действуют силы и , образующие пару сил (рис. 17.12):
.(17.17)
Рис. 17.12. Электрический диполь во внешнем поле
Момент пары сил равен
.(17.18)
Равновесие для диполя в поле наступает, когда момент пары сил равен нулю: