Заряд в поле электрического диполя

Пример 9.4. Движение заряда в поле электрического диполя. [c.410]

Способность диэлектриков поляризоваться — одно из их фундаментальных свойств. Под поляризацией здесь имеется в виду процесс, связанный с созданием в диэлектрике под действием электрического поля электрических диполей. Простейший электрический диполь — два равных по величине и противоположных по знаку электрических заряда q, находящихся на некотором расстоянии I друг от друга (рис. 9). Основной характеристикой [c.23]

Полезно добавить основанный на простейших уравнениях вывод для шаров. Как н в случае релеевского рассеяния (разд. 6.1), мы можем рассматривать поля падающей волны Ео и Но как однородные. Поле поверхностных зарядов, индуцированных полем Ео, оказывается в точности полем электрического диполя р, расположенного в центре р направлено параллельно Ее. Пусть у — угол некоторого произвольного направления с р тогда поле диполя имеет компоненты [c.188]

Мгновенный дипольный момент атома создает в центре другого атома электрическое поле, которое наводит в нем также мгновенный дипольный момент, т. е. и в этом атоме происходит разделение зарядов. Таким образом, по мере приближения двух атомов друг к другу их стабильная конфигурация становится эквивалентной двум электрическим диполям (рис. 2.4). [c.66]

В электрическом поле в частицах, из которых построен диэлектрик, связанные положительные и отрицательные заряды смещаются. В результате образуются электрические диполи с электрическим вектором m ql, где q — суммарный положительный (и числен-110 равный ему суммарный отрицательный) заряд частицы, Кл I — расстояние между центрами положительного и отрицательного заряда, плечо диполя, м (рис. 5.10, б). Поэтому на поверхности диэлектрика образуются поляризационные заряды отрицательный у положительного электрода, и наоборот. Для компенсации этих поляризационных зарядов источником электрического напряжения создается дополнительный связанный заряд Суммарный полный заряд Q в конденсаторе с диэлектриком равен [c.149]

В диэлектриках свободные заряды отсутствуют, а молекулы эквивалентны электрическим диполям с моментом p qL где / — расстояние между центрами тяжести положительного и отрицательного зарядов. Если в отсутствие внешнего поля 1=0, то диэлектрик называется неполярным (например, Н2, N2, О2 и др.). Для него [c.209]

Полярные диэлектрики (например, поливинилхлорид) состоят из полярных молекул — диполей. Электрические диполи представляют собой пары зарядов противоположных знаков, которые взаимно уравновешиваются и находятся на некотором расстоянии друг от друга. Величина диполя характеризуется дипольным моментом — произведением величины заряда на расстояние между ними. Диполи обладают начальным электрическим моментом вследствие асимметрии своего строения еще до воздействия на них электрического поля. В обш ем случае в полярных диэлектриках диполи имеют достаточную величину, но располагаются беспорядочно, и их присутствие не отражается на электрических свойствах. [c.92]

В первом случае молекула даже в отсутствие внешнего электрического поля будет представлять собой электрический диполь с отличным от нуля постоянным электрическим моментом р = д1, где д — суммарный положительный (или численно равный ему суммарный отрицательный) заряд молекулы I — расстояние между суммарными зарядами, т. е. плечо диполя (рис. 15.2, а). [c.112]

Можно представить себе, что наряду с осциллирующим зарядом Q в начале координат находится покоящийся заряд —Q, образующий вместе с зарядом Q нейтральную систему — электрический диполь с осциллирующим дипольным моментом p(i)=Qг(i). Добавление неподвижного заряда —Q приведет к изменению радиального поля (оно будет убывать с расстоянием быстрее, чем в рассмотренной выше картине поля, создаваемого одним зарядом Q). п [c.38]

Именно такая ситуация складывается, например, при пересечении равномерно движущейся заряженной частицей границы вакуума со средой или границы раздела двух сред. На возникающее при этом переходное излучение было указано В. Л. Гинзбургом и И. М. Франком в 1944 г., а первые экспериментальные результаты (с использованием протонов с энергией от 1 до 5 МэВ) были опубликованы только в 1959 г., хотя, как теперь ясно, такое свечение уже давно наблюдалось на анодах рентгеновских трубок. В случае пересечения зарядом границы металла происхождение переходного излучения становится особенно наглядным. Когда заряженная частица находится вблизи плоской поверхности металла, напряженность электрического поля вне металла совпадает с напряженностью поля диполя, образованного зарядом и его электрическим изображением . В момент пересечения поверхности металла заряд и его изображение одновременно исчезают (поле заряда, находящегося в металле, практически полностью экранируется электронами проводимости). Возникающее при этом переходное излучение будет (вне металла) точно таким же, как при мгновенной остановке в одной точке двух движущихся навстречу зарядов противоположного знака, т. е. эквивалентно соответствующему тормозному излучению. [c.139]

Второе из них может быть получено либо из разложения по k уравнений Максвелла в первом по k порядке, либо из уравнения (1.7а) оно аналогично уравнениям (19.4а) и (19.5а) ( ). В диэлектрике, при дифракции не возникает локального электрического заряда, поэтому не возникает и суммарного заряда, и уравнение типа (19.7а) есть простое следствие (19.236). Условия на статической бесконечности для диэлектрического тела такие же, как для металлического, т. е. это тело действует как электростатический диполь с моментом РеЕ 0). Повторяя соображения предыдущего пункта, можно утверждать, что дифрагированное поле всюду есть поле элементарного электрического диполя с тем же моментом (19.22а). [c.193]

Магнитный диполь можно рассматривать либо как совокупность двух разноименных магнитных зарядов, либо считать его обусловленным электрическим током. В этих двух подходах уравнения Максвелла записываются по-разному и поэтому получаются, вообще говоря, разные поля переходного излучения. Однако, по крайней мере для рентгеновских частот, интенсивности излучения в обоих подходах получаются близкими и выражаются формулой, аналогичной случаю электрического диполя при выполнении условий (9.8). [c.148]

Как известно [40, с. 49], потенциальная энергия заряда е в поле неподвижного электрического диполя с моментом а равна [c.410]

Здесь п — направление из малой конечной области, которую пролетает электрон, к точке наблюдения г (/ )— траектория электрона, = (1/с)с/Гр/Л, /3 = с/]8/Л и —— произведение заряда электрона на волновое сопротивление вакуума. В других случаях источником является электрический диполь с/р, индуцированный полем EJ, падающим на элементарный объем ёУ среды с диэлектрической проницаемостью 6. Таким образом, мы имеем следующее выражение [c.297]

Упрощенная схема расположения доменов в кристалле до наложения внешнего поля и после его воздействия представлена на рис. 116, г, из которого видно, что под воздействием поля кристалл становится-подобен большому электрическому диполю, и на двух противоположных поверхностях, перпендикулярных к направлению электрического момента, появляются электрические заряды, равные по величине, но противоположные по знаку. Однако заряды на поверхности будут быстро нейтрализованы притянутыми к ней заряженными частицами противоположного знака, которые всегда имеются во внешней среде. [c.219]

Поляризация молекул в поле т. в. ч. происходит вслед за изменением направления электрического поля и с той же частотой, но с некоторым запаздыванием. Запаздывание свидетельствует о преодолении сил, препятствующих смещению зарядов и ориентации диполей, на что требуется затрата энергии. Энергия, затрачиваемая на поляризацию молекул полимера, преобразуется в тепловую энергию. [c.132]

Поведение полярной пластмассы в поле т. в. ч. является более сложным. При наложении поля на пластмассу в результате поляризации происходит ориентация диполей по направлению электрического поля (рис. 17). При изменении направления тока (при смене знака заряда) изменяется направление поляризации. При низких частотах поляризация происходит в фазе с напряжением. Однако, когда частота возрастает, вращение диполей начинает отставать от изменения напряжения. Чем больше вязкость материала и чем выше частота тока, тем больше сопротивление изменению ориентации. Преодоление сопротивления связей между соседними молекулами или звеньями молекул при переориентации дипольных единиц вызывает выделение тепловой энергии во всем объеме пластмассы, взаимодействующей с электромагнитным полем, при этом интенсивность теплообразования зависит как от характеристик внешнего электромагнитного поля (частоты и напряженности), так и от свойств самого материала и силы тока. [c.34]

Другой вклад в электрическое поле обусловлен суммой полей всех зарядов, составляющих тело. Если тело в целом электрически нейтрально, то вклад в среднее поле можно описать как сумму полей, создаваемых атомными диполями. Выражение для таких полей дает формула (13.56). [c.467]

Неполярные молекулы в отсутствие электрического поля в грубом приближении можно представить в виде двух равномерно заряженных сфер, центры которых совпадают. Так как поле равномерно заряженной сферы во виещнем пространстве равно полю точечного заряда той же величины, помещенному в центре сферы, то очевидно, что электрический момент такой молекулы равен нулю. В электрическом поле оба заряда смещаются в противоположные стороны и поэтому молекула будет вызывать электрическое поле, совпадающее вне молекулы с полем диполя, у которого каждый из точечных зарядов равен заряду соответствующей сферы, а расстоя- [c.6]

Диэлектрики, в силу того, что свободных носителей заряда в них мало, состоят по сути из связанных заряженных частиц положительно заряженных ядер и обращающихся вокруг них электронов в атомах, молекулах и ионах, а также упруго связанных разноименных ионов, )асположенных в узлах решетки ионных кристаллов. Толяризация диэлектриков — упорядоченное смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля (положительные заряды смещаются по направлению вектора напряженности поля , а отрицательные— против него). Смещение / невелико и прекращается, когда сила электрического поля, вызывающая движение зарядов относительно друг друга, уравновешивается силой взаимодействия между ними. В результате поляризации каждая молекула или иная частица диэлектрика становится электрическим диполем — системой двух связанных одинаковых по значению и противоположных по знаку зарядов q, Кл, расположенных на расстоянии I, м, друг от друга, причем q — это либо заряд иона в узле кристаллической решетки, либо эквивалентный заряд системы всех положительных или системы всех отрицательных зарядов поляризующейся частицы. Считают, что в результате процесса поляризации в частице индуцируется электрический момент p=ql, Кл-м. У линейных диэлектриков (их большинство) между индуцируемым моментом и напряженностью электрического поля , действующей на частицу, существует прямая пропорциональность р = аЕ. Коэффициент пропорциональности а, Ф-м , называют поляризуемостью данной частицы. Количественно интенсивность поляризации определяется поляризованно-стью Р диэлектрика, которая равна сумме индуцированных электрических моментов всех N поляризованных частиц, находящихся в единице объема вещества [c.543]

В предшествующем параграфе мы установили, что секу-лярные возмущения обусловлены средним значением по времени от возмущающей энергии Hi. Нам нужно поэтому вычислить среднее по времени от положения электрона это среднее одновременно определяет значение центра заряда водородного ато.ма. Мы увидим, что эта величина не совпадает с началом координат в случае эллиптической орбиты. Таким образом, атом ведет себя как электрический диполь, и нам следует ожидать секуляриых эффектов, возникающих в результате действия электрического поля. [c.201]

Нарушения аксиальной симметрии нет (из-за невыгодности отклонения силовой линии от направления легкой оси) в одноосной УС с нормальной обкладкам легкой осью, к рассмотрению которой мы переходим. Материальное уравнение такой среды дается уравнением (16), ведущим к неравенству 01 Р. Поэтому теорема Гаусса для эквипотенциальной поверхности ограничивает сверху величиной Q /Р яе саму площадь этой поверхности, а лишь ее проекцию па плоскость тяжелой поляризации. Это ведет к локализации поля Е в пределах цилиндра радиуса гд с осью по оси диполя, означая одновременно равенство нулю всех мультинольпых электрических моментов полной (внешней и индуцированной) плотности заряда. Отсюда следует локализация поля Е — с точностью до членов, убывающих быстрее любой конечной степени расстояния — и в направлении оси диполя (см. конец п. 4). [c.212]

Первоначально электреты быди ш- лучены из органических воскообразных сильно полярных диэлектриков. Способ получения их заключался в охлаждении — отверждении размягченного или расплавленного диэлектрика при воздействии достаточно сильного постоянного электрического поля. Предполагалось, что электретное состояние определяется замороженной ориентацией диполей. Было установлено, что наведенный в электрете заряд является по существу результативным эффектом двух различных зарядов, появившихся вследствие электретной поляризации 1) гетерозарядов, противоположных по полярности зарядам электродов, создавших поляризующее поле при получении электрета 2) гомозарядов, совпадающих по полярности с поляризующим полем. Предполагалось, что гетерозаряды являются следствием замороженной дипольной поляризации, а гомозаряды — следствием проникновения зарядов в диэлектрик извне. Характерно, что при сравнительно слабых поляризующих полях, не превышающих 5 кв/см, обычно появлялись только гетерозаряды, а в сильных полях порядка 10—20 кв/см, наряду с гетерозарядами, появлялись и гомозаряды. В электретном состоянии на поверхности диэлектриков наблюдается определенная плотность зарядов. Со временем может происходить обращение зарядов, изменение полярности поверхностных зарядов, приводящее к изменению полярности внешнего электрического поля, создаваемого электретом. [c.40]

Домённая поляризация. Доменная поляризация присуща особому классу твердых диэлектриков — сегнетоэлектрикам, получившим свое название от сегнетовой соли, на которой впервые были обнаружены те особенные свойства, которые характеризуют этот класс материалов. Сегнето-электрическими свойствами обладают некоторые неорганические кристаллы. Эти кристаллы состоят из областей — доменов, представляющих собой как бы большие диполи с определенными электрическими моментами. Таким образом, сегнетоэлектрики отличаются от полярных диэлектриков тем, что последние имеют полярные молекулы, а первые — спонтанно поляризованные области, существующие в материале и до наложения внешнего поля. Под влиянием приложенной разности потенциалов происходит однообразная ориентация электрических моментов всех доменов в поле она приводит к созданию очень большого суммарного электрического момента, к большому поляризационному заряду, к большому емкостному току. Следовательно, такие материалы обладают очень большой диэлектрической проницаемостью. Ориентация доменных электрических моментов под влиянием электрического поля (доменная поляризация) связана с известным искажением кристаллической решетки. Как при других видах, поляризации, так и при доменной при постоянном напряжении после установления поляризации вызванный ею ток становится равным нулю. При переменном напряжении вследствие непрерывно происходящего изменения направления электрического поля токи доменной поляризации существуют в течение всего времени приложения напряжения. Доменная поляризация наблюдается при разных частотах вплоть до сверхвысоких радиочастот. Токи доменной поляризации имеют не только большую реактивную составляющую, но и большую активную составляющую, благодаря чему сегнетоэлектрики имеют сравнительно большой tg б. Особенностью сегнетоэлектриков является своеобразная зависимость диэлектрической проницаемости от температуры. На рис. 2-6 показана зависимость от температуры относительной диэлектрической проницаемости одного из промышленных материалов сегнетоэлектриков — титаната бария (BaTiOз), впервые изученного в качестве диэлектрика Б. М. Вулом и И. М. Гольдман. Эта кривая снята при напряженности электрического поля 3 кВ/м. При температуре, близкой к абсолютному нулю, [c.39]

Как указывалось в 1-2-2, у асимметричных молекул центры масс положительных и отрицательных зарядов не совпадают, поэтому такие молекулы с самого начала обладают дипольным моментом. Такие диполи называют постоянными, а молекулы в виде постоянных диполей называют полярными. В противоположность им неполярными называют молекулы, не представляющие собой постоянных диполей. Пусть постоянный дипольный момент, приходящийся на одну полярную молекулу, равен Когда электрическое поле равно нулю, дипольные моменты Цй молекул произвольно ориентированы по всевозможным направлениям, поэтому их суммарный дипольный момент равен нулю, и поляризация, обусловленная ориентацией динольиых моментов цй, также равна нулю. Однако если приложить электрическое поле с напряженностью Е, то дипольные моменты сориентируются по направлению этого поля. С другой стороны, из-за тепловых флуктуаций, вызванных броуновским движением, молекулы стремятся занять произвольное положение. В результате этих двух тенденций возникает статистически равновесное состояние, при котором суммарный дипольный момент в единице объема не равен нулю, и если рассматривать в среднем, появляется поляризация в направлении Е. Такая поляризация, основанная на ориентации полярных молекул, называется диполь-ной или ориентационной поляризацией. Считают, что средний дипольный момент ра, приходящийся на одну молекулу при дипольной поляризации, также пропорционален напряженности локального поля Е в соответствии с формулой [c.81]

ПОЛЯРНОСТЬ молекул, мера интенсивности взаимодействия данной молекулы с другими молекулами или ионами такой мерой обычно служит электрический момент молекулы по Дебаю ( ДеЬуе)—дипольный момент (см. Диполь молекулярный) или обобщенный момент (Семенченко),—определяющий асимметрию распределения положительных и отрицательных зарядов в молекуле. П. фазы в целом можно назвать напряжение внутреннего молекулярного силового поля фазы, т. е. меру интенсивности междумолекулярных взаимодействий, в ней наблюдающихся. С такой точки зрения мерой П. фазы, например яшдкости, является любое связанное с П. молекулярное свойство молекулярное давление, поверхностное натяжение, скрытая теплота испарения и диэлектрич. постоянная л идкости эти свойства возрастают с увеличением П. (см. Капиллярные явления). Наиболее полярной из обычных жидкостей является вода, затем идут органич. жидкости (спирты, к-ты, сложные эфиры, амины и др.) содержащие по- [c.168]

Растворимость А (СЫ) в воде обусловлена его общим отрицательным зарядом, способствующим сольватации с диполями воды, невозможной в случае нейтрального Ag N. Вероятно, что другие ноны комплексных цианидов с низким координационным числом имеют аналогичную структуру. Ионы с такой структурой, диффундирующие к катоду, под действием электрического поля вблизи катода поляризуются таким образом, что центр положительно заряженного иона серебра смещается к катоду (рис, 6.2). После сближения на критическое расстояние электрическое поле помогает движению поляризованного комплекса и разряду серебра, а затем отталкивает освободившиеся анионы цианиды. Электроосаждение покрытий из растворов комплексных цианидов имеет ряд преимуществ. Снижение потенциала осаждения имеет большое значение при нанесении благородных металлов на неблагородные подложки, так как позволяет избежать сильной коррозии катода. Важный случай, связанный с применением медно-цианистой ванны, обсуждается ниже. Затрудненная диффузия комплексного аниона, энергия, необходимая для поляризации и восстановления аниона, и диффузионный барьер из-за высокой концентрации цианида вблизи катода — все это приводит к высокому перенапряжению процесса электроосаждення, что в свою очередь способствует образованию равномерных покрытий на катодах с неровной поверхностью. 11оны цианида, освободившиеся после разряда металла из комплекса, изменяют структуру покрытия аналогично действию специальных добавок и возможно, что не- [c.334]

ПО направлению локальные электрические поля, которые дадут вклад в потенциальную энергию этих ядер. Напомним, что энергия точечного заряда в электрическом поле определяется потенциалом поля ф в выражение для энергии электрического диполя входят производные потенциала по координатам, т. е. составляющие напряженности поля наконец, энергия квадрупо-ля зависит от производных составляющих поля по координатам, неудачно названных градиентом поля таким образом, в последнем случае энергия определяется неоднородностью поля. Эта неоднородность существует даже в чистых металлах, где она создается деформациями вокуг дислокаций [c.273]

Два точечных заряда 2,5-10 Кл и 3,9-10- Кл оттолкнулись один от другого с силой 4-10 5 Н Поток электрического смещения в поле проводника 2-10 Кл Момент электрического диполя составил 0,8 Кл-м Сопротивление нагрузки следует выбирать не менее 50 мегаом Единица электрической- емкости — Фарад [c.82]

Поляризация диэлектриков. Хотя диэлектрики и не проводят электричества, тем не менее они испытьшают те или иные изменения под действием электрического поля. Под действием электрического поля в диэлектрике выявляются определённым образом направленные диполи и каждый из них создаёт собственное электрическое поле. Поля полюсов диполя накладываются на поле свободных зарядов, и таким образом создаётся то поле, которое имеется в действительности в пространстве, заполненном диэлектриком. Электрическое поле, создаваемое диполями, пропорционально напряжённости внешнего электрического поля. Электрическое смещение (индукция) поля диэлектрика численно равно [c.487]

Диамагнетизм связан с изменением орбитального движения электро-ньв, которое происходит при помещении атомов в магнитное поле. Следует напомнить, что в замкнутом электрическом контуре магнитное поле индуцирует ток всегда в таком направлении, чтобы противодействовать изменению полного магнитного потока. Таким образом, электрический ток действительно обладает отрицательной восприимчивостью. Этот эффект вызывает диамагнетизм и имеет место также в системе зарядов, описываемой квантовой механикой. С другой стороны, парамагнетизм связан со стремлением постоянных магнитов располагаться в магнитном поле так, чтобы их дипольный момент был параллелен направлению поля. В атомных системах постоянный магнитный момент связан в простейших случаях со спииом электрона. Но может также существовать постоянный момент у незаполненной атомной оболочки, возникающий при комбинации спинового и орбитального моментов. Если система более устойчива, когда атомные диполи параллельны, го такая система при низких температурах будет ферромагнитной. При высоких температурах ферромагнетизм исчезает это явление подобно плавлению твёрдого тела, потому что иеферромагнитное состояние менее упорядоченное и имеет ббльшую итропию, чем ферромагнитное. Силы между упорядоченными магнитными моментами в ферромагнитных веществах не похожи иа магнитные силы между диполями, а, как мы увидим в 143, имеют электростатическое происхождение. [c.605]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...