Номер 10.24, страница 54 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 10. Электризация тел. Проводники и диэлектрики - номер 10.24, страница 54.

Условие.

10.24. Каковы особенности электризации диэлектриков?

Решение.

Электризация диэлектриков имеет ряд ключевых особенностей, которые отличают её от электризации проводников. Эти особенности обусловлены строением диэлектриков, в которых практически отсутствуют свободные носители заряда — все электроны прочно связаны с атомами или молекулами.

Локализация заряда

В отличие от проводников, где избыточный заряд быстро перераспределяется по всей поверхности, в диэлектриках заряды являются связанными. Поэтому, если диэлектрику сообщить заряд (например, трением), этот заряд останется локализованным в той области, где он был получен. Он не растекается по всей поверхности тела. Это является главным отличием электризации диэлектриков.

Электризация трением (трибоэлектрический эффект)

Основным способом сообщения диэлектрику избыточного (нескомпенсированного) заряда является электризация трением. При тесном контакте и трении двух различных диэлектрических материалов происходит передача некоторого количества электронов от одного тела к другому. Тело, отдавшее электроны, заряжается положительно, а тело, принявшее электроны, — отрицательно. Какой материал зарядится положительно, а какой отрицательно, зависит от их положения в трибоэлектрическом ряду.

Поляризация диэлектриков

Если диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то, в отличие от проводника, в нём не возникнет направленного движения свободных зарядов. Вместо этого произойдёт явление поляризации — смещение связанных зарядов внутри атомов или молекул под действием внешнего поля. Существует два основных механизма поляризации. Первый — это деформация электронных оболочек атомов и молекул неполярных диэлектриков, в результате чего они становятся индуцированными диполями. Второй — это ориентация уже существующих дипольных моментов полярных молекул вдоль силовых линий внешнего поля. В результате поляризации на поверхностях диэлектрика возникают связанные, некомпенсированные заряды. Эти заряды создают внутри диэлектрика собственное электрическое поле, направленное против внешнего поля. В итоге, результирующее электрическое поле внутри диэлектрика ослабляется в $\epsilon$ раз, где $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость вещества. Важно отметить, что при поляризации диэлектрик в целом остаётся электронейтральным, происходит лишь перераспределение зарядов внутри него.

Ответ:

Особенности электризации диэлектриков заключаются в следующем: 1. Отсутствие свободных носителей заряда, из-за чего все процессы связаны со смещением или передачей связанных зарядов. 2. Локализация заряда: избыточный заряд, сообщённый диэлектрику, остаётся в месте его возникновения и не перераспределяется по всему телу. 3. Поляризация во внешнем электрическом поле: происходит смещение связанных зарядов, что приводит к появлению на поверхности диэлектрика связанных зарядов и ослаблению электрического поля внутри него, при этом сам диэлектрик в целом остаётся электронейтральным.