Номер 5, страница 337 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 12. Разность потенциалов. Энергия электростатического поля. Параграф 61. Диэлектрики в электростатическом поле. Вопросы - номер 5, страница 337.

Условие.

5. Что характеризует диэлектрическая проницаемость вещества?

Решение.

5. Диэлектрическая проницаемость вещества (чаще всего имеется в виду относительная диэлектрическая проницаемость $\epsilon$) — это безразмерная физическая величина, которая характеризует изоляционные свойства среды. Она показывает, во сколько раз сила взаимодействия между двумя электрическими зарядами в данной однородной среде меньше, чем в вакууме.

Когда диэлектрик помещают во внешнее электрическое поле, происходит поляризация вещества. Это означает, что связанные заряды внутри атомов и молекул диэлектрика смещаются или ориентируются под действием поля. В результате этого процесса внутри диэлектрика возникает собственное электрическое поле, направленное навстречу внешнему полю. Это внутреннее поле ослабляет внешнее поле.

Таким образом, диэлектрическая проницаемость количественно описывает степень ослабления электрического поля веществом. Напряженность электрического поля $\text{E}$ в диэлектрике связана с напряженностью поля в вакууме $E_0$ соотношением:

$E = \frac{E_0}{\epsilon}$

Соответственно, согласно закону Кулона, сила взаимодействия $\text{F}$ между двумя точечными зарядами в диэлектрической среде в $\epsilon$ раз меньше силы их взаимодействия в вакууме $F_0$:

$F = \frac{F_0}{\epsilon} = \frac{1}{4\pi\epsilon_0\epsilon} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\epsilon_0$ — электрическая постоянная, $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов, $\text{r}$ — расстояние между ними.

Для вакуума диэлектрическая проницаемость принимается равной 1. Для всех остальных диэлектриков $\epsilon > 1$. Чем больше значение диэлектрической проницаемости, тем сильнее данное вещество ослабляет электрическое поле.

Ответ: Диэлектрическая проницаемость вещества характеризует его способность ослаблять электрическое поле и показывает, во сколько раз сила электростатического взаимодействия между зарядами в этом веществе меньше, чем в вакууме.