Номер 3, страница 87 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

3. Каков физический смысл относительной диэлектрической проницаемости?

3. Относительная диэлектрическая проницаемость, обозначаемая греческой буквой эпсилон ($\varepsilon$), является безразмерной физической величиной, которая характеризует способность диэлектрической среды ослаблять электрическое поле.

Физический смысл относительной диэлектрической проницаемости заключается в том, что она показывает, во сколько раз сила взаимодействия между электрическими зарядами в данной среде меньше, чем их сила взаимодействия в вакууме. Аналогично, она показывает, во сколько раз напряженность электрического поля в диэлектрике меньше напряженности внешнего поля, которое его вызывает.

Сила взаимодействия (сила Кулона) между двумя точечными зарядами $q_1$ и $q_2$ на расстоянии $r$ друг от друга в вакууме равна:

$F_0 = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

где $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная.

При помещении этих же зарядов в диэлектрическую среду с относительной проницаемостью $\varepsilon$, сила взаимодействия между ними ослабевает и становится равной:

$F = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon} \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

Сравнивая эти две формулы, можно выразить относительную диэлектрическую проницаемость как отношение сил или напряженностей полей:

$\varepsilon = \frac{F_0}{F} = \frac{E_0}{E}$

где $E_0$ — напряженность поля в вакууме, а $E$ — напряженность поля в диэлектрике.

Причина ослабления поля — явление поляризации диэлектрика. Под действием внешнего электрического поля в диэлектрике происходит смещение связанных зарядов (электронов и ядер) или ориентация полярных молекул. Это создает внутреннее электрическое поле, направленное против внешнего поля, что и приводит к ослаблению результирующего поля внутри вещества.

Для вакуума $\varepsilon=1$. Для всех других сред $\varepsilon>1$. Например, для воды $\varepsilon \approx 81$, что означает, что вода очень сильно ослабляет электрическое поле.

Ответ: Физический смысл относительной диэлектрической проницаемости заключается в том, что она показывает, во сколько раз модуль напряженности электростатического поля внутри однородного диэлектрика меньше модуля напряженности поля в вакууме.