§ 17. Поле внутри диэлектрика

Заряды, входящие в состав молекул диэлектрика, называются связанными. Под действием поля связанные заряды могут лишь немного смещаться из своих положений равновесия; покинуть пределы молекулы, в состав которой они входят, связанные заряды не могут.

Заряды, которые, хотя и находятся в пределах диэлектрика, но не входят в состав его молекул, а также заряды, расположенные за пределами диэлектрика, мы, следуя Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшицу, будем называть сторонними.

Поле в диэлектрике является суперпозицией поля создаваемого сторонними зарядами, и поля связанных зарядов. Результирующее поле называется микроскопическим (или истинным):

Микроскопическое поле сильно изменяется в пределах межмолекулярных расстояний. Вследствие движения связанных зарядов поле Емикро изменяется также и со временем. При макроскопическом рассмотрении указанные изменения не обнаруживаются. Поэтому в качестве характеристики поля используется усредненное по физически бесконечно малому объему значение величины (17.1):

В дальнейшем усредненное поле сторонних зарядов мы будем обозначать через , а усредненное поле связанных зарядов — через Е. Соответственно макроскопическим полем мы будем называть величину

Поляризованность Р представляет собой макроскопическую величину. Поэтому под Е в соотношении (16.2) следует понимать напряженность, определяемую формулой (17.2).

В отсутствие диэлектриков (т. е. в «вакууме») макроскопическое поле равно

Именно эта величина должна подразумеваться под Е в формуле (13.5).

Если сторонние заряды неподвижны, поле, определяемое выражением (17.2), обладает теми же свойствами, что и электростатическое поле в вакууме. В частности, его можно характеризовать с помоуцью потенциала который связан с напряженностью (17.2) соотношениями (8.2) и (8.6).