Поляризация на диелектрици

Изучаване наполяризацията на диелектриците - изместване на положителни и отрицателни заряди. Научете какво са диелектрици, диполен момент, изолатор, атомен модел.

Поляризациядиелектрици възниква, когато положителните и отрицателните заряди в даден материал са разделени.

Учебна задача

Определете два начина на поляризация на молекулярно ниво.

Ключови точки

Диелектриците са изолатори, които могат да бъдат поляризирани от електрическо поле. Тоест техните заряди не могат да текат свободно, но е възможно да се разпределят равномерно.
Ако електрическо поле се приложи към атом, то ще отблъсне електроните. В случай на полярни молекули, техните отрицателни части ще се изравнят встрани от полето, докато положителните части ще се обърнат към него.
Мигновена поляризация е възможна, ако йоните са разпределени асиметрично и една част ще бъде с по-голяма плътност.

Диполният момент е векторното произведение на заряда на всеки полюс на дипола и разстоянието, което ги разделя.
Диелектрикът е електрически изолационен или непроводим материал, разглеждан от гледна точка на електрическа чувствителност.
Изолаторът е вещество, което не пренася топлина, звук или електричество.

Полярността може да се разбира по различни начини, защото имаме доста обемно понятие. Може да се приложи към молекули, светлина и електрически полета. Тук ще се съсредоточим върху диелектричната поляризация – разделянето на зарядите в материалите.

Диелектрици

Диелектрикът е изолатор, който може да бъде поляризиран от електрическо поле. Тоест това е материал, при който зарядът е лишен от свободно движение, но при наличие на електрическо поле може да промени разпределението. Положителният заряд се транспортира по-близо до приложеното поле, а отрицателниятсмяна. Поради това вътре в материала се образува слабо локално поле, което се противопоставя на нанесеното.

Различните материали се различават по своята реакция на индуцираното поле. Всичко зависи от диелектричната константа. Това е константа, тоест степента на поляризуемост.

атомен модел

При изучаването на диелектриците се вземат предвид техните заредени компоненти (протони и електрони). Ако електрическо поле действа върху атом, тогава електроните ще се отдалечат, а протоните ще останат относително отворени. Това разделяне образува диполен момент.

Когато се активира електрическо поле (E), електроните се отдалечават от него. Средната им позиция се измества от средната позиция на протоните към разстоянието (d). Диполен момент на атом - М

Диполна поляризация

На молекулярно ниво поляризацията възниква с диполи и йони. При полярните връзки електроните се привличат към определено ядро по-силно. Пример за това е вода (H2O), която има извита форма (ъгъл - 104,45°), където кислородът изтегля електронна плътност от Н атомите, оставяйки ги положителни, а О отрицателни.

Водата е пример за диполна молекула, която има огъната форма (ъгълът H-O-H достига 104,45°), където кислородът извлича електронна плътност от H атоми, което ги прави положителни, а O отрицателни

След като бъде изложена на електронно поле, молекулата се подравнява, обръщайки положителния край към полето и отрицателния край от него.

Йонна поляризация

Йонните съединения са стабилно разделени заряди на йони. Примерите включват готварска сол (NaCl), която се образува от Na + и Cl йони. Формално те не са свързани помежду си чрез химическа връзка, но си взаимодействат много силно поради противоположни заряди.

Йоните все още са свободни един от друг и ще продължат да се движат произволно. Ако първоначално притежава асиметрично движение и доведе до по-голяма концентрация на положителни йони в една област и отрицателни в друга, тогава пробата от йонното съединение ще бъде поляризирана (йонна поляризация).