Номер 1, страница 326 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 98. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле. Глава 14. Электростатика - номер 1, страница 326.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Основное и фундаментальное отличие диэлектриков от проводников заключается в наличии и концентрации свободных носителей заряда — частиц, способных свободно перемещаться внутри вещества.

Проводники — это вещества, в которых имеется очень высокая концентрация свободных носителей заряда (например, электроны в металлах или ионы в растворах электролитов). Благодаря этому они обладают следующими свойствами:

1. Высокая электропроводность. Проводники хорошо проводят электрический ток. Их удельное сопротивление очень мало.

2. Поведение в электрическом поле. При помещении проводника во внешнее электростатическое поле свободные заряды приходят в движение и перераспределяются по поверхности проводника. Этот процесс, называемый электростатической индукцией, продолжается до тех пор, пока созданное ими внутреннее поле не скомпенсирует внешнее. В результате напряженность результирующего электрического поля внутри проводника становится равной нулю.

Диэлектрики (изоляторы) — это вещества, в которых свободные носители заряда практически отсутствуют. Все заряды (электроны и ядра) в них связаны друг с другом в атомах и молекулах и могут лишь незначительно смещаться из своих положений равновесия. Их ключевые свойства:

1. Низкая электропроводность. Диэлектрики почти не проводят электрический ток, их удельное сопротивление очень велико.

2. Поведение в электрическом поле. При помещении диэлектрика во внешнее поле происходит его поляризация. Связанные заряды смещаются в противоположные стороны (в случае неполярных диэлектриков) или ориентируются по полю (в случае полярных диэлектриков). Это создает внутреннее электрическое поле, направленное навстречу внешнему. Однако это внутреннее поле лишь ослабляет внешнее, но не компенсирует его полностью. Напряженность поля внутри диэлектрика $E$ становится меньше напряженности внешнего поля $E_0$ в $\epsilon$ раз, где $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость вещества: $E = E_0 / \epsilon$.

Таким образом, главное отличие — в реакции на внешнее электрическое поле, которая обусловлена внутренней структурой и наличием или отсутствием свободных зарядов.

Ответ: Диэлектрики отличаются от проводников в первую очередь концентрацией свободных носителей заряда. В проводниках их много, что обеспечивает высокую электропроводность и способность полностью экранировать внешнее электростатическое поле внутри себя. В диэлектриках свободных носителей заряда практически нет; под действием внешнего поля происходит их поляризация, которая лишь ослабляет поле внутри вещества, но не сводит его к нулю.