Номер 9, страница 325 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Параграф 39. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле - номер 9, страница 325.

Условие.

9. Поясните, почему напряжённость электрического поля, созданного связанными зарядами диэлектрика, направлена противоположно напряжённости внешнего электрического поля.

Решение.

Решение

Когда диэлектрик помещают во внешнее электрическое поле с напряжённостью $\vec{E}_{внеш}$, происходит явление поляризации. Суть этого явления заключается в следующем:

1. Под действием сил внешнего поля положительные и отрицательные связанные заряды (соответственно, атомные ядра и электроны), из которых состоят атомы или молекулы диэлектрика, смещаются в противоположных направлениях. Положительные заряды смещаются по направлению вектора $\vec{E}_{внеш}$, а отрицательные — против его направления.

2. В результате этого смещения на одной поверхности диэлектрика (обращенной к положительному источнику внешнего поля или, что то же самое, в сторону, куда «приходят» силовые линии) скапливается избыточный нескомпенсированный отрицательный связанный заряд. На противоположной поверхности, соответственно, скапливается избыточный положительный связанный заряд.

3. Эти появившиеся на поверхностях связанные заряды создают внутри диэлектрика собственное (внутреннее) электрическое поле с напряжённостью $\vec{E}_{вн}$.

4. По определению, вектор напряжённости электрического поля направлен от положительных зарядов к отрицательным. Следовательно, внутреннее поле $\vec{E}_{вн}$ будет направлено от поверхности с положительными связанными зарядами к поверхности с отрицательными связанными зарядами.

Так как поверхность с положительными связанными зарядами обращена в сторону отрицательного источника внешнего поля, а поверхность с отрицательными связанными зарядами — в сторону положительного, то направление вектора $\vec{E}_{вн}$ оказывается прямо противоположным направлению вектора внешнего поля $\vec{E}_{внеш}$.

Таким образом, внутреннее поле, созданное связанными зарядами, ослабляет внешнее поле внутри диэлектрика. Результирующее поле внутри вещества равно их векторной сумме: $\vec{E} = \vec{E}_{внеш} + \vec{E}_{вн}$.

Ответ: Напряжённость электрического поля, созданного связанными зарядами диэлектрика, направлена противоположно напряжённости внешнего электрического поля из-за явления поляризации. Внешнее поле смещает положительные заряды по направлению поля, а отрицательные — против, что приводит к появлению на противоположных поверхностях диэлектрика разноимённых связанных зарядов. Эти заряды создают собственное внутреннее поле, которое по определению направлено от положительных зарядов к отрицательным, то есть навстречу внешнему полю.