Номер 5, страница 44, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

5. Какое явление называется поляризацией?

5. Какое явление называется поляризацией?

Поляризация диэлектрика — это явление, возникающее в диэлектрическом материале (изоляторе) при его помещении во внешнее электрическое поле. Суть явления заключается в ограниченном смещении связанных зарядов внутри диэлектрика, что приводит к появлению у него собственного электрического дипольного момента.

Различают несколько механизмов поляризации в зависимости от строения диэлектрика:

1. Электронная (деформационная) поляризация: Этот механизм характерен для диэлектриков с неполярными молекулами (или атомами), у которых в отсутствие внешнего поля центры положительных и отрицательных зарядов совпадают (например, H₂, O₂, инертные газы). Под действием внешнего электрического поля электронные оболочки атомов и молекул деформируются, смещаясь относительно ядер. В результате каждая молекула приобретает наведенный (индуцированный) дипольный момент, ориентированный по направлению поля.

2. Ориентационная (дипольная) поляризация: Этот механизм наблюдается в диэлектриках, состоящих из полярных молекул, которые изначально обладают собственным дипольным моментом (например, H₂O, HCl, NH₃). В отсутствие внешнего поля эти диполи из-за теплового движения ориентированы хаотично, и их суммарный дипольный момент равен нулю. Внешнее электрическое поле создает вращающий момент, который стремится сориентировать диполи вдоль силовых линий поля. Тепловое движение препятствует полной ориентации, но в среднем возникает преимущественная ориентация диполей, и у диэлектрика появляется суммарный дипольный момент.

В результате поляризации на поверхностях диэлектрика, перпендикулярных вектору напряженности внешнего электрического поля, появляются нескомпенсированные связанные заряды. На одной поверхности скапливается избыточный отрицательный заряд, на другой — избыточный положительный. Эти связанные заряды создают внутри диэлектрика собственное электрическое поле $E'$, направленное против внешнего поля $E_0$.

Результирующее электрическое поле $\text{E}$ внутри диэлектрика оказывается ослабленным по сравнению с внешним полем: $E = E_0 - E'$. Степень ослабления поля характеризуется диэлектрической проницаемостью среды $\epsilon$: $E = \frac{E_0}{\epsilon}$.

Количественной мерой поляризации служит вектор поляризации (поляризованность) $\vec{P}$, определяемый как дипольный момент единицы объема диэлектрика. Для изотропных диэлектриков он связан с напряженностью поля внутри диэлектрика соотношением $\vec{P} = \chi_e \epsilon_0 \vec{E}$, где $\chi_e$ — диэлектрическая восприимчивость вещества, а $\epsilon_0$ — электрическая постоянная.

Ответ: Поляризацией называется явление ограниченного смещения связанных зарядов в диэлектрике под действием внешнего электрического поля, в результате которого диэлектрик приобретает макроскопический дипольный момент и создает внутреннее электрическое поле, ослабляющее внешнее поле.