Диэлектрики

Содержание

  1. 1. Внутренние устройство диэлектриков
  2. 2. Диэлектрическое состояние
  3. 3. 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

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»

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