Главная > Механика упругих тел
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

§ 3. Диэлектрики

Начнем с рассмотрения электростатического поля системы зарядов расположенных в точках с радиус-векторами Согласно (2.3),

Пусть система компактна: где малы. Тогда

Перйое слагаемое определяется суммарным зарядом и является преобладающим. Но если т. е. система электрически нейтральна, главным становится второе слагаемое с так называемым дипольным моментом

В диэлектриках нет свободных зарядов — Но вводится плотность дипольного момента, в объеме он равен называется вектором поляризации. Располагая решением (3.2) для сосредоточенного диполя, в общем случае можем написать

— таков потенциал системы диполей, распределенных в объеме V

Преобразуем выражение под интегралом:

где V, — оператор при переменном Используя теорему о дивергенции, придадим (3.3) форму

Но такое же поле создает система зарядов с поверхностной плотностью и объемной плотностью Поляризация с вектором эквивалентна появлению этих зарядов. Отметим, что суммарный поляризационный заряд равен нулю:

Учитывая поляризационные заряды, преобразуем первое из уравнений (2.1):

где плотность свободных зарядов. Вектор называется электрической индукцией или смещением [94].

Чтобы замкнуть систему уравнений, необходимо связать и Простейший естественный вариант — пропорциональная зависимость; тогда

где характеристика материала вроде упругих констант.

Однако (3.6) не годится для анизотропных материалов — в них связаны тензором второго ранга.

Рассмотрим силы в диэлектрике. Для системы точечных зарядов (с формулами (3.1), (3.2) суммарная сила

В единице объема будем иметь

поскольку в диэлектрике остается лишь подчеркнутое слагаемое).

Представляет интерес и более фундаментальный подход к вычислению силы — по энергии [94]. Допустим, что энергия равна

без поляризации совпадает с (2.5). Отметим, что

дивергенция исчезает при интегрировании по полному полю. Проварьируем (3.9):

Если получим лишь первое слагаемое в силе (3.8). Логично связать как и с количеством частиц в единице объема, т. е. с массовой плотностью тогда

Но по уравнению так что в (3.11) получим

Подчеркнутое выражение определяет искомую пондеромоторную силу. При линейной зависимости

приходим к (3.8).

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru