Номер 5, страница 157, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 4. Электрический заряд. Электрическое поле. Параграф 39. Электроскоп. Проводники и диэлектрики. Вопросы и задания - номер 5, страница 157.

Условие.

5. Чем отличаются проводники от диэлектриков?

Решение.

Проводники и диэлектрики (изоляторы) – это классы веществ, основное различие между которыми заключается в их способности проводить электрический ток, что, в свою очередь, определяется наличием и поведением носителей заряда. Различия можно свести к нескольким ключевым пунктам.

Наличие свободных носителей заряда

Это фундаментальное отличие. В проводниках (например, в металлах, растворах электролитов) присутствует огромное количество свободных носителей заряда. В металлах это электроны, которые не связаны с конкретными атомами и могут свободно перемещаться по всему объему вещества, образуя так называемый "электронный газ". В диэлектриках (например, в стекле, резине, чистой воде) все электроны прочно связаны со своими атомами или молекулами. Свободных носителей заряда в них практически нет.

Поведение во внешнем электрическом поле

Из-за разной структуры носителей заряда проводники и диэлектрики ведут себя по-разному во внешнем электростатическом поле.

В проводнике: свободные заряды немедленно приходят в движение. Положительные заряды смещаются по направлению поля, а отрицательные – против. Это перераспределение (электростатическая индукция) продолжается до тех пор, пока созданное ими внутреннее поле полностью не скомпенсирует внешнее. В результате напряженность электростатического поля внутри проводника становится равной нулю, а избыточные заряды располагаются на его поверхности.

В диэлектрике: так как свободных зарядов нет, происходит лишь незначительное смещение связанных зарядов внутри атомов или молекул, либо ориентация полярных молекул по полю. Этот процесс называется поляризацией. Поляризация создает внутреннее электрическое поле, направленное против внешнего, но оно лишь ослабляет внешнее поле, а не компенсирует его полностью. Поле внутри диэлектрика $\text{E}$ становится меньше внешнего поля $E_{внеш}$ в $\epsilon$ раз: $E = E_{внеш} / \epsilon$, где $\epsilon$ – диэлектрическая проницаемость вещества.

Электропроводность

Как следствие первого пункта, проводники обладают высокой электропроводностью (и, соответственно, низким удельным сопротивлением), так как наличие свободных зарядов обеспечивает возможность их упорядоченного движения под действием поля – электрического тока. Диэлектрики же обладают очень низкой электропроводностью (и высоким удельным сопротивлением), поэтому их также называют изоляторами.

Ответ: Основное отличие проводников от диэлектриков состоит в том, что в проводниках имеется большое количество свободных носителей заряда (в основном электронов), которые могут свободно перемещаться по объему вещества и создавать электрический ток. В диэлектриках свободные носители заряда практически отсутствуют, из-за чего они не способны проводить электрический ток.