ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ

Абсолютная диэлектрическая проницаемость связывает векторы электрического поля в соотношении (1.12). В большинстве сред наблюдается линейная зависимость между электрическим смещением и напряженностью электрического поля.

Абсолютную диэлектрическую проницаемость вакуума обозначают и называют электрической постоянной. Ее численное значение

Относительная диэлектрическая проницаемость, называемая также диэлектрической проницаемостью, — безразмерная величина, приводимая в отравочных таблицах, представляет собой отношение абсолютной диэлектрической проницаемости к электрической постоянной:

Под воздействием электрического поля диэлектрики поляризуются: в них ориентируются элементарные электрические диполи.

Электрический диполь — совокупность двух точечных разноименных электрических зарядов равных по величине и разнесенных на весьма малое расстояние диполя) по сравнению с расстоянием от диполя до точки наблюдения. Момент электрического диполя вектор, определяемый произведением заряда на плечо диполя; 1 считается направленным от. отрицательного заряда к положительному.

Поляризованность диэлектрика — векторная величина, ранная пределу отношения электрического момента (суммарного момента электрических диполей) некоторого его объема к этому объему при Поляризованность вещества харастеризует его электрическое состояние; обычно она линейно зависит от Коэффициент пропорциональности называется диэлектрической восприимчивостью.

Электрическое смещение в веществе складывается из электрического смещения в вакууме и поляризованности вещества:

Механизм поляризации различных веществ рассматривается в курсе общей физики, поэтому ограничимся здесь лишь краткой характеристикой основных видов диэлектрических материалов.

Неполярные диэлектрики имеют молекулы или атомы, у которых центры положительных и отрицательных зарядов совпадают. Под влиянием внешнего электрического поля возникает электронная поляризация (смещение апектронных орбит) и индуцируется дипольный момент. В этом случае и не зависят от величины Е приложенного поля, температуры и частоты электромагнитных колебаний воздействующих на диэлектрик. Только в оптической или ультрафиолетовой части спектра возникает электронный резонанс, нарушающий постоянство диэлектрической проницаемости.

Полярные диэлектрики типа или имеют молекулы, обладающие постоянными дипольными моментами, направленными хаотически

вследствие теплового движения. Под действием поля происходит ориентационная поляризация вещества, т. е. некоторое упорядочение ориентации молекул. Как и в первом случае, практически не зависят от величины одиако коэффициент обратно пропорционален абсолютной температуре поскольку именно тепловое движение нарушает ориентацию дипольных моментов. Молекулы обладают довольно значительной инерционностью и уже на частотах порядка см) не успевают поворачиваться в такт с изменениями поля. Поэтому, начиная с этих частот, диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков уменьшается.

Сегнетоэлектрики (сегнетова соль, титанат бария) — монокристаллы, состоящие из ряда областей — доменов, обладающих самопроизвольной поляризацией. Даже слабое внешнее поле приводит к лавинообразному ориентированию дипольных моментов всех доменов, поэтому диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков весьма велика (достигает Дальнейшее увеличение поля лишь незначительно увеличивает поляризованность вещества (в этой области поэтому зависимость от сегнетоэлектриков нелинейна и связана с предыдущим состоянием вещества. Все описанные явления имеют место в определенном интервале температур: между нижней и верхней точками Кюри, характеризующими каждое вещество. Вне этого интервала сегнетоэлектрик ведет себя как неполярный диэлектрик.