Диэлектрики

Содержание

  1. 1. Внутренние устройство диэлектриков
  2. 2. Диэлектрическое состояние
  3. 3. Тест по теме «Диэлектрики»

Задачей физики диэлектриков прежде всего является установление закономерностей и создание теории взаимодействия электромагнитного поля и вещества, на основе которой можно не только объяснять сами явления этого взаимодействия, но и прогнозировать свойства и поведение диэлектриков при изменении параметров состояния, а также разрабатывать различные материалы с заранее заданными свойствами.

Физически эта задача сводится к теоретическому и опытного установления связи между химическим составом, агрегатным состоянием, структурой диэлектриков и их макроскопическим свойствам.

Термин «диэлектрик» впервые ввел М. Фарадей в 1837 для характеристики веществ, в которые проникает электрическое (электромагнитное) поле. Чаще всего под диэлектриками понимают вещества, через которые в идеальном случае не проходит, а на практике плохо проходит электрический ток.

Это обусловлено внутренним строением атомов и молекул диэлектриков и, прежде всего, отсутствием у них таких зарядов, которые могли бы под действием поля свободно перемещаться на макроскопические расстояния.

Внутренние устройство диэлектриков

Диэлектрики состоят из нейтральных атомов и молекул, положительный заряд которых сосредоточен в ядрах, а отрицательный – в электронных слоях.

Эти заряды размещены в разных точках пространства и в результате непрерывного движения их размещения постоянно меняется. Диэлектрики представляют собой электрически нейтральные системы зарядов, когда суммарный положительный и отрицательный заряды произвольного объема диэлектрического вещества одинаковы. Таковы диэлектрики-газы (кроме плазменного состояния), диэлектрики-жидкости (кроме электролитов и жидких металлов) и некоторые твердые вещества и материалы, которые не относятся к полупроводникам или металлам. Существуют твердые диэлектрики, состоящие не из нейтральных атомов или молекул, а из ионов противоположных знаков, равновесно расположенных в узлах кристаллической решетки. Такие диэлектрики можно представить разделенными на множество элементарных ячеек, и рассматривать эти ячейки с микроскопической точки зрения также как нейтральные системы.

Классификация диэлектриков
Связанное состояние зарядов, характерное для диэлектриков, является следствием химической связи между их ионами (ионная связь), отдельными атомами (ковалентная связь) и молекулами (связи, обусловленные силами Ван-дер-Ваальса). По химической связи среди твердых диэлектриков можно выделить ионные, ковалентные и молекулярные кристаллы, стекловидные и аморфные вещества, полимеры и тому подобное. Возможна также классификация диэлектриков по типу симметрии и по свойствам структурных единиц, из которых диэлектрик состоит из различных геометрических структур, например:

диэлектрики1.png

Где а – монопольные, б – дипольные, в – квадрупольные, г – октупольные диэлектрики. Такая классификация оказывается полезной при установлении связи макроскопических свойств диэлектриков с их микроструктурой.

Ни одной из классификаций диэлектриков нельзя предоставить преимущества, поскольку ни одна из них не является универсальной и каждая устанавливается, исходя из удобства и условий изучения объекта исследования.

Диэлектрическое состояние

При изучении электрических свойств диэлектриков надо говорить не о категории веществ, принадлежащих к классу диэлектриков, а о диэлектрическом состоянии вещества, когда оно обладает диэлектрическими свойствами, то есть таком, при котором относительное смещение электрических зарядов микрочастиц вещества во внешнем электрическом поле соизмеримо с размерами самих этих микрочастиц. Понятие о диэлектрическом состоянии вещества является физически обоснованным еще и потому, что и само вещество при различных термодинамических параметрах состояния может быть диэлектриком, полупроводником или и проводником. Идеальным диэлектрик может быть только при абсолютном нуле температуры. С повышением температуры вследствие нарушения связей между заряженными частицами могут появиться заряды, которые обусловливают большую или меньшую проводимость вещества. Например, если включить в электрическую сеть лампочку накаливания и подсоединить последовательно с ней стеклянную трубку, то при комнатной температуре лампочка не светит, то есть стекло является диэлектриком:

диэлектрики2.png

При нагревании стеклянной трубки лампочка начинает светиться и с повышением температуры стекла будет все ярче. Итак, нагретое стекло становится проводником электричества.

Статья по физике на заказ от проверенных исполнителей!

Тест по теме «Диэлектрики»

Тест: 3 вопроса
1. Из чего состоят диэлектрики?
из нейтральных ионов
из нейтральных атомов
из нейтральных молекул
из нейтральных атомов и молекул
2. По химической связи диэлектрики делятся на
ионные, ковалентные и молекулярные кристаллы, стекловидные и аморфные вещества, полимеры
ковалентно полярные и ковалентно неполярные связи
ионные кристаллы
полимеры
3. При каком условии диэлектрик будет идеальным?
при положительной температуре
при отрицательной температуре
при положительной и отрицательной абсолютной температурах
при абсолютной температуре равной нулю

Комментарии

Нет комментариев

Предыдущая статья

Критическое состояние

Следующая статья

Гравитационное поле
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Прямой эфир
Ошибка при получении статей
×
Ошибка при получении статей
×