В случае диэлектрика теорема Гаусса для вектора E запишется как
(5.20) |
где q и q ' - находящиеся внутри поверхности S полные сторонний и связанный заряды, соответственно. Поскольку связанный заряд в диэлектрике индуцируется под воздействием искомого поля E, то применение теоремы Гаусса в виде (5.20) для определения напряженности поля становится практически невозможным. Для преодоления указанной трудности вводится вспомогательный вектор D. Логика определения этого вектора вытекает из следующих соображений. Выразим связанный заряд в (5.20) согласно (5.9)
(5.21) |
(5.22) |
Как видно из (5.22) если ввести вспомогательный вектор в виде D = ε0E+P, то его поток будет определяться только сторонним зарядом, распределение которого предполагается известным. Тогда для вектора D теорема Гаусса имеет вид
(5.23) |
Пользуясь теми же соображениями, что и при переходе от интегральной формы теоремы Гаусса для вектора P к дифференциальной, запишемтеорему Гаусса для вектора D в дифференциальной форме
(5.24) |
Для изотропного диэлектрика P = κε0 E. Тогда
(5.25) |
или
(5.26) |
где обозначено ε = 1+κ - диэлектрическая проницаемость вещества. Для всех диэлектриков ε > 0. Для вакуума ε = 1.