§ 21. ПОЛЕ СВЯЗАННЫХ ЗАРЯДОВ
Рассмотрим поляризованный диэлектрик, заполняющий некоторую ограниченную область Зная поляризованность можно определить, согласно (7.1), плотность связанных зарядов а затем по формуле (17.4) вычислить потенциал создаваемого ими электрического поля:
где использовано обозначение
Однако пользоваться формулой (21.1) не очень удобно, так как поляризованность может испытывать разрывы на границах между различными диэлектриками, а это, как известно, приводит к появлению связанных поверхностных зарядов, учет которых представляет дополнительную трудность.
(см. скан)
От указанной трудности можно избавиться, если воспользоваться тождеством
и показать, что вклад в равен нулю. Нетрудно видеть, что это действительно так, если в нашем случае применима теорема Гаусса-Остроградского, так как согласно ей
поскольку на поверхности охватывающей объем V и проходящей вне диэлектрика,
(см. скан)
С учетом (21.1) и (21.5) получаем следующее выражение для потенциала связанных зарядов:
Принимая во внимание соотношения (7.5) и (19.12), нетрудно
убедиться, что это суммарный потенциал всех диполей из V:
В некоторых случаях бывает удобно представить решение (21.6) в несколько ином виде, введя электрический вектор Герца П:
Нетрудно видеть, что электрический вектор Герца связан с поляризованностью простой зависимостью
Повторяя вывод условия (12.2) в применении к соотношению находим связь поверхностной плотности связанных зарядов со скачком поляризованности на некоторой поверхности
С помощью соотношения (21.9) представляем вклад поверхностных связанных зарядов в общий потенциал в виде
(см. скан)