Особливості твердих діелектриків

Перший цiкавий факт вiдносно твердих тiл полягає в тому, що в них виникає постiйна поляризацiя, яка iснує навiть без прикладання зовнiшнього електричного поля. Приклади можна знайти в речовинах типу воску, які мiстять довгi молекули з постiйним дипольним моментом. Якщо розтопити трохи воску та, доки вiн ще не затвердiв, прикласти до нього сильне електричне поле, для того, щоб дипольнi моменти частково вишикувались, то вони залишаться в такому положеннi й пiсля того, як вiск застигне. Тверда речовина буде володiти постiйною поляризацiєю, яка залишається і у вiдсутностi поля. Така речовина називається електретом.

На поверхнi електрету розташованi постiйнi поляризуючi заряди. Електрет являє собою електричний аналог магнiту, однак користi вiд нього значно менше, тому що вiльнi заряди повiтря притягуються до його поверхнi та нейтралiзують поляризацiйнi заряди.

Постiйна внутрiшня поляризацiя P_op зустрiчається i в деяких кристалiчних речовинах. У таких кристалах кожна елементарна чарунка решiтки володiє одним i тим самим постiйним дипольним моментом.

Всi диполi напрямленi в один бiк навiть за вiдсутностi електричного поля. Багато складних кристалiв володiють такою поляризацiєю; взагалi ми цього не помiчаємо, тому що зовнiшнє поле, яке вони утворюють, як i у електретiв, розряджається.

Якщо внутрiшнi дипольнi моменти кристалу змiнюються, то зовнiшнє поле стає помiтним, тому що блукаючi заряди не встигають зiбратися й нейтралiзувати поляризуючi заряди. Моменти можуть, наприклад, змiнюватися внаслiдок теплового розширення, якщо нагрiти дiелектрик. Такий ефект називається пiроелектрикою. Аналогiчно, якщо змiнювати напруги в кристалi, скажiмо згинаючи його, то момент може знову трохи змiнитися, i тодi виявиться слабкий електричний ефект, який називається п’езоелектрикою.