Bài giảng Vật lý đại cương 2 - Chuyên đề: Điện trường trong chất điện môi

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Điện trường trong chất điện môi, hiện tượng phân cực điện môi, vectơ cường độ điện trường, vectơ cảm ứng điện,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 2 - Chuyên đề: Điện trường trong chất điện môi Th.SĐỗQuốcHuyBÀIGIẢNGVẬTLÝĐẠICƯƠNG2 Chuyênđề: ĐIỆNTRƯỜNG TRONGCHẤTĐIỆNMÔI (Đểdownloadtàiliệunày,hãyđăngnhậpvàodiễnđàncủatrangwebchamphay.com) MỤCTIÊUSaukhihọcxongchươngnày,SVphải: – Giảithíchđượchiệntượngphâncực điệnmôi. – Nêuđượcmốiquanhệgiữavectơphân cựcđiệnmôivàmậtđộđiệntíchliên kết. – Xácđịnhđượcvectơcườngđộđiện trường,vectơcảmứngđiệntrongchất điệnmôi. – NêuđượcđịnhlíO–Gtrongchấtđiện NOÄIDUNGI–KháiniệmvềchấtđiệnmôiII–SựphâncựccủađiệnmôiIII–ĐiệntrườngtrongchấtđiệnmôiIV–Vectơcườngđộđiệntrườngvàvectơ cảmứngđiệntạimặtphâncáchgiữahai môitrườngđiệnmôi.V–Điệnmôiđặcbiệt. I–KHÁINIỆMVỀCHẤTĐIỆNMÔI:Vềphươngdiệnđiệnhọc,cácchấtchialàmbaloại: CóđiệntíchtựdoDẫnđiện Vd:cáckimloại ĐiệntíchliênkếtyếuBándẫn Vd:Ge,Si KhôngcóđiệntíchtựdoĐiệnmôi Vd:cácphikim II–SỰPHÂNCỰCĐIỆNMÔI1–Hiệntượngphâncựcđiệnmôi:Hiệntượngxuấthiệncácđiệntíchtrênthanhđiệnmôikhinóđặttrongđiệntrườngngoàiđượcgọilàhiệntượngphâncựcđiệnmôi. Nếuthanhđiện E0 0 môikhôngđồng E0 = 0 chấtvàđẳng + hướngthìđiện + E + tíchxuấthiện + ngaycảtrong + lòngthanhđiện môi. Điệntíchliênkết2–Giảithíchhiệntượngphâncựcđiệnmôi: Khixéttươngtácgiữacácelectroncủamỗinguyêntử,phântử vớiđiệntichhayđiệntrườngngoài,tacoitácdụngcủacác electrontươngđươngnhưmộtđiệntíchđiểmtổngcộng–q đứngyêntạimộtvịtrítrungbìnhnàođó–gọilàtâmcủacác Tđiươ ệntíchâm . ụngcủahạtnhântươngđươngnhưmộtđiện ngtự,tácd tích+qđặttạitâmcủacácđiệntíchdương. Khichưacóđiệntrườngngoài,tâmcủacác điệntíchdươngvàtâmcủacácđiệntích âmcóthểtrùngnhauhoặclệchnhau. Khicóđiệntrườngngoài,tâmcủacác điệntíchdươngvàtâmcủacácđiệntích pe âmluônlệchnhau.Bảnthânphântửlúc nàytrởthànhmộtlưỡngcựcđiện.Dướitácdụngcủađiệntrườngngoài,cácmômenđiệp necủacácphântửsẽxoayvàđịnhhướngtheođườngsứccủađiệntrườngngoài. Kếtquả,tronglòngchấtđiệnmôicácđiệntíchtráidấu củacáclưỡngcựcphântửvẫntrunghòanhau,nhưngở haimặtgiớihạn,xuấthiệncácđiệntíchtráidấu–điện tíchliênkết.Điệntrườngngoàicàngmạnh,sựphâncựccàngrõrệt. E0 0 E0 = 0 E 0 0 + + + + +3–Vectơphâncựcđiệnmôi:Vectơphâncựcđiệnmôilàđạilượng đặctrưngchomức độ phân cực của điện môi, đo bằng tổng cácmômen điện của các phân tử có trong một đơn vịthểtíchcủakhốiđiệnmôi. n r pei Pe = i =1 ∆VVectơphâncựcđiệnmôilàmộtđạilượngvĩmô,đượccoinhưmộtmômenlưỡngcựcđiện ứngvớimộtđơnvịthểtíchcủachấtđiệnmôi.Đơnvịđocủavectơphâncựcđiện môi là C/m2 (trùng với đơn vị đo mật độ điện tíchmặt).4–LiênhệgiữaVTPCĐMvàmậtđộđiệntíchliênkết: Xétkhốiđiệnmôi đồngchất, đẳnghướng, đặttrong điệntrườngngoài E0 Xétmộthìnhtrụđủnhỏcó + E0 haiđáynằmtrênhaimặttấm + điệnmôi,cóđườngsinh//E 0 Pe + với Khiđóhìnhtr ụcoinhưmột + n + lưỡngcựcđiệncómômen ’ điện: p= p ei = q l = σ .∆S. lMà,vectơphâncựccủakhốiđiệnmôitronghìnhtrụđó: n r pei p σ .∆S. l Pe = i =1 = = ∆V V ∆S.l.cos α Suyra: σ + E0 | P e |= cos α + Pe + Hay: σ = Pe cos α = Pen + n + ’ Vậy:Mậtđộđiệntíchliênkếtbằnghìnhchiếu củavectơphâncựclênpháptuyếncủamặtgiới hạn. III–ĐIỆNTRƯỜNGTRONGCHẤTĐIỆNMÔI1–Điệntrườngvimôvàđiệntrườngvĩmô:Mỗi phân tử chất điện môi là một lưỡng cực điện. Điệntrườngdomỗilưỡngcựcđógâyragọilàđiệntrườngvimô.Điện trường vi mô biến thiên rất lớn trong khoảng khônggianrấtnhỏbaoquanhphântử.Khi khảo sát điện trường, ta phải dùng các điện tích thử.Mộtđiệntíchthửdùkíchthướcnhỏđếnđâucũnglàrấtlớnso với kí ...