Номер 11, страница 373 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Электродинамика. Глава 10. Электростатика. Параграф 67. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Вопросы - номер 11, страница 373.

Условие.

11. Что такое поляризация тел? При каких условиях она возможна?

Решение.

Что такое поляризация тел?

Поляризация тел, или поляризация диэлектриков, — это физическое явление, заключающееся в ограниченном смещении связанных электрических зарядов внутри диэлектрика под действием внешнего электрического поля. В отличие от проводников, в диэлектриках нет свободных зарядов, способных перемещаться по всему объему. Вместо этого происходит либо ориентация уже существующих дипольных моментов молекул, либо создание новых (индуцированных) дипольных моментов.

Основные механизмы поляризации:

• Ориентационная (дипольная) поляризация: свойственна веществам с полярными молекулами (например, вода $H_2O$), которые представляют собой жесткие диполи. Внешнее поле ориентирует эти диполи преимущественно в направлении поля.
• Электронная (деформационная) поляризация: происходит во всех без исключения диэлектриках. Внешнее поле смещает электронные оболочки атомов относительно их ядер, в результате чего даже нейтральные атомы становятся индуцированными диполями.
• Ионная поляризация: наблюдается в кристаллах с ионной решеткой (например, поваренная соль $NaCl$). Под действием поля происходит смещение друг относительно друга подрешеток, состоящих из положительных и отрицательных ионов.

В результате поляризации на поверхностях диэлектрика возникают нескомпенсированные связанные заряды, которые создают собственное электрическое поле, направленное навстречу внешнему. Это приводит к ослаблению результирующего электрического поля внутри диэлектрика.

Ответ: Поляризация тел (диэлектриков) — это процесс упорядоченного расположения или смещения связанных зарядов в веществе под действием внешнего электрического поля, в результате чего на его поверхности появляются связанные электрические заряды, а электрическое поле внутри тела ослабляется.

При каких условиях она возможна?

Поляризация тел возможна при одновременном выполнении двух фундаментальных условий:

1. Тело должно быть диэлектриком (изолятором). Это означает, что вещество, из которого состоит тело, не должно содержать свободных носителей заряда, способных перемещаться на макроскопические расстояния. В проводниках, где такие носители есть, под действием внешнего поля происходит явление электростатической индукции, а не поляризация.
2. Тело должно быть помещено во внешнее электрическое поле. Именно внешнее поле является причиной, вызывающей смещение или ориентацию связанных зарядов. В отсутствие внешнего электрического поля диэлектрик не поляризован (диполи, если они есть, ориентированы хаотично, а индуцированные диполи отсутствуют).

Ответ: Поляризация возможна, если тело является диэлектриком и находится во внешнем электрическом поле.