Поляризованность и диэлектрическая восприимчивость диэлектриков

Рассмотрим влияние внешнего электрического поля на диэлектрик. Для этого поместим пластину диэлектрика между двумя заряженными пластинами с поверхностной плотностью заряда и (рис.30). Под действием электрического поля на гранях пластинки диэлектрика появляются связанные заряды и , т.е. он поляризуется – приобретает дипольный момент. Вектор напряженности электрического поля внутри диэлектрика направлен против внешнего поля.

Дипольный момент диэлектрика складывается из дипольных моментов всех молекул , где – дипольный момент одной молекулы. Поляризованность диэлектрика – величина, равная дипольному моменту единицы объема: . Экспериментально обнаружено, что поляризованность зависит от напряженности Е электрического поля: æ , где æ – диэлектрическая восприимчивость.

Результирующая величина , т.к. часть линий напряженности внешнего поля обрывается при взаимодействии со связанными зарядами диэлектрика .

Дипольный момент диэлектрика , где d – толщина пластинки диэлектрика, S – площадь пластинки диэлектрика. С другой стороны, , где – связанный заряд на пластине диэлектрика; .

æ – æ , Е=Е₀ / (1+ æ)= , где ε – диэлектрическая проницаемость среды. Соотношение æ установлено экспериментально. Диэлектрик ослабляет электрическое поле в раз. Таким образом, диэлектрическая проницаемость среды показывает, во сколько раз напряженность внешнего поля уменьшается в диэлектрике, а также количественно характеризует способность диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.