Реферат на тему Вектор поляризации и его связь электрического поля

Содержание:

Введение 3
1. Сущность понятия вектора поляризации 5
2. Поляризация диэлектриков. Связь вектора поляризации с напряженностью поля 6
3. Электрическое поле в диэлектриках. Поток вектора поляризации 11
Заключение 17
Список использованной литературы 18

Введение:

Актуальность исследования. Диэлектрики – это материалы, в которых заряды не могут перемещаться из одной части тела в другую (связанные заряды). Связанными зарядами являются заряды, входящие в состав атомов или молекул диэлектрика, заряды ионов в кристаллах с ионной решеткой.
На практике абсолютных диэлектриков нет. Рассматривание определенного тела как диэлектрика зависит от постановки эксперимента – если заряд, прошедший через определенное тело мал по сравнению с зарядами, которые прошли через другое тело в данном эксперименте, то первое тело можно считать диэлектриком.
Важной характеристикой при воздействии внешнего поля на диэлектрик есть вектор поляризации.
Вектор поляризации – это наведенный внешним электрическим полем дипольный момент единицы объема вещества, количественная характеристика диэлектрической поляризации. Обозначается буквой Р, измеряется в системе СИ в К/м (Кулон-метр).
Диэлектрическая поляризация обусловлена смещением связанных зарядов во внешнем электрическом поле. Если выделить какой-нибудь объем в диэлектрике, то при приложении поля на его поверхности возникают поверхностные электрические заряды . Такие заряды могут возникнуть либо благодаря смещению электронной оболочки относительно ядра атома, либо же в результате переориентации молекул, имеющих собственный дипольный момент. Нормальную к поверхности составляющую вектора поляризации определяют, как , где n – орт нормали к поверхности.
Объект исследования: диэлектрики в электрическом поле.
Предметом исследования является вектор поляризации при поляризации диэлектриков.
Цель исследования – рассмотреть понятие и сущность вектора поляризации при поляризации диэлектриков.
Задачи исследования:
1. Проанализировать научную литературу по данной теме.
2. Раскрыть сущность понятия «вектор поляризации», и его связь с понятием «электрическое поле».
3. Описать сущность и особенности вектора поляризации при поляризации диэлектриков.
4. На основе полученных результатов сделать соответствующие выводы.
Методы исследования:
— теоретические методы: теоретический анализ литературы;
— практические методы: анализ, синтез, систематизация.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения,
трех пунктов, списка использованной литературы. Общий объем составляет
18 страниц.

Заключение:

На основе рассмотренного теоретического материала можно сделать такие выводы:
1. Для того, чтобы с количественной точки зрения описать поляризацию диэлектрика, пользуются вектором поляризации (поляризованностью ), который является электрическим моментом единицы объема диэлектрика: где – дипольный момент элемента диэлектрика.
2. – это вектор поляризации диэлектрика, который численно равен поверхностной плотности связанных зарядов (считаем, что заряды внутри пластины взаимно компенсируются).
3. При возрастании напряженности поля упорядочивается ориентация молекул (ориентационная поляризация), увеличиваются дипольные моменты молекул (электронная поляризация) или увеличивается смещение подрешеток (ионная поляризация). Все это приводит к тому, что увеличивается поверхностная плотность связанных зарядов σ΄ на поверхности диэлектрика. Таким образом, σ΄ так же как и вектор поляризации, характеризует степень поляризации диэлектрика. Очевидно, существует связь между σ΄ и P.
4. Вектор поляризации пропорционален напряженности электрического поля в диэлектрике.
5. – поток вектора поляризации через произвольную замкнутую поверхность S равен взятому с обратным знаком связанному заряду диэлектрика в объеме, охватываемом этой поверхностью S.
6. Таким образом, поставленные задачи решены, цель достигнута.
 

Фрагмент текста работы:

Если диэлектрик поместить в электрическое поле, то он поляризуется, то есть происходит разделение зарядов через их смещение или переориентацию.
Внутри диэлектрика положительные и отрицательные заряды компенсируются, а на гранях образуются отрицательные и положительные связанные заряды с некоторой поверхностной плотностью σ (рис. 1).
Для количественной характеристики степени поляризации применяется вектор поляризации P. Это суммарный дипольный момент всех молекул единицы объема диэлектрика.
Между вектором поляризации P и поверхностной плотностью зарядов существует простая связь. Установим ее. Для этого поместим плоскую пластинку из диэлектрика во внешнее электрическое поле перпендикулярно к нему (рис. 2).
Под действием поля пластинка поляризуется, и весь объем диэлектрика можно рассматривать как диполь с зарядами (+, -) на расстоянии l.
Определение 1. – это вектор поляризации диэлектрика, который численно равен поверхностной плотности связанных зарядов (считаем, что заряды внутри пластины взаимно компенсируются) [2].
В общем случае, когда вектор E не перпендикулярен к поверхности диэлектрика, плотность зарядов s’ численно равна проекции вектора поляризации на нормаль (рис. 3).