Номер 4, 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 4, страница 326.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Диэлектрик, помещенный во внешнее электрическое поле, ослабляет его. Это явление происходит из-за процесса, называемого поляризацией диэлектрика. Механизм поляризации зависит от строения молекул вещества.

В полярных диэлектриках молекулы (например, вода H₂O) изначально являются диполями — системами с разделенными центрами положительных и отрицательных зарядов. В отсутствие внешнего поля эти диполи ориентированы хаотично. Под действием внешнего электрического поля $E_0$ диполи стремятся выстроиться вдоль силовых линий поля.

В неполярных диэлектриках молекулы (например, водород H₂, кислород O₂) в обычном состоянии не являются диполями. Однако под действием внешнего поля происходит их деформация: центры распределения положительных и отрицательных зарядов смещаются в противоположные стороны, и каждая молекула превращается в индуцированный (наведенный) диполь.

В обоих случаях в результате поляризации на поверхностях диэлектрика возникают связанные электрические заряды, которые создают внутри диэлектрика собственное электрическое поле $E_{вн}$. Это поле направлено противоположно внешнему полю $E_0$.

В результате результирующее электрическое поле $E$ внутри диэлектрика становится слабее внешнего. Его напряженность равна разности напряженностей внешнего и внутреннего полей:

$E = E_0 - E_{вн}$

Степень ослабления поля характеризуется диэлектрической проницаемостью вещества $\epsilon$. Это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике $E$ меньше напряженности поля в вакууме $E_0$:

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

Для вакуума $\epsilon = 1$, а для всех диэлектриков $\epsilon > 1$.

Ответ: Диэлектрик, помещенный во внешнее электрическое поле, ослабляет его. Это происходит из-за поляризации диэлектрика: под действием внешнего поля в нем возникает собственное внутреннее электрическое поле, направленное против внешнего. В результате напряженность результирующего поля внутри диэлектрика уменьшается в $\epsilon$ раз, где $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость вещества.