- Что такое диэлектрик?
Диэлектрик — это тело, содержащее в себе малое количество (настолько малое количество, что это тело плохо проводит электрический ток) свободных носителей заряда. - Изобразите схематически диэлектрик до и после его помещения в электрическое поле и объясните этот рисунок.
Диэлектрик до помещения в электрическое поле изображён на рис. 89-а.
Рис. 89. Диэлектрик в электрическом поле.
Плюсы, соединённые отрезками с минусами, обозначают положительные заряды, связанные1 с отрицательными.
а) Электрическое поле отсутствует.
б) Снаружи диэлектрика создано однородное электростатическое поле, \vec{E}~- напряжённость этого поля.
Когда внешнее электрическое поле отсутствует (рис. 89-а) положительные и отрицательные заряды распределены более-менее равномерно по всему диэлектрику, поэтому суммарный заряд всех частей (достаточно крупных частей, заряд которых не будет значительно изменяться из-за теплового движения частиц диэлектрика) этого диэлектрика равен нулю. Когда снаружи диэлектрика создаётся однородное электростатическое поле (рис. 89-б), часть связанных пар зарядов ориентируются в определённом порядке под действием этого поля. На рис 89-б связанные пары зарядов ориентируются минусом вправо, а плюсом влево. В результате часть диэлектрика вблизи его правой границы приобретает отрицательный заряд, а часть диэлектрика вблизи его левой границы приобретает положительный заряд. Эти индуцированные заряды создают внутри диэлектрика электрическое поле направленное противоположно внешнему. Поэтому напряжённость результирующего поля внутри диэлектрика оказывается меньше, напряжённости внешнего электростатического поля. - Что такое диэлектрическая проницаемость вещества.
Диэлектрическая проницаемость вещества — это коэффициент, показывающий во сколько раз напряжённость электрического поля внутри этого вещества оказывается меньше напряжённости внешнего электростатического поля. - Чему равна диэлектрическая проницаемость вакуума? Проиллюстрируйте ответ формулой.
Диэлектрическая проницаемость вакуума равна 1:
ε=1;
где ε~- диэлектрическая проницаемость вакуума. - Какой может быть диэлектрическая проницаемость в рамках ЕГЭ? Проиллюстрируйте ответ формулой.
Диэлектрическая проницаемость рамках ЕГЭ может быть не меньше единицы:
ε≥1;
где ε~- диэлектрическая проницаемость в рамках ЕГЭ. - Чему примерно равна диэлектрическая проницаемость воздуха? Как округляют диэлектрическую проницаемость воздуха на ЕГЭ? Проиллюстрируйте ответ формулой.
Диэлектрическая проницаемость воздуха примерно равна 1, на ЕГЭ диэлектрическую проницаемость воздуха округляют до единицы (кроме, конечно, случаев, когда из условия задачи понятно, что такого округления делать нельзя):
ε≈1;
где ε~- диэлектрическая проницаемость воздуха на ЕГЭ. - Приведите пример задачи, из условия которой понятно, что диэлектрическую проницаемость воздуха нельзя округлить до единицы.
Например, дано, что два точечных заряда взаимодействуют друг с другом в воздухе с силой, модуль которой F_1, а в вакууме с силой, модуль которой F_2, найдите диэлектрическую проницаемость этого воздуха, если расстояние между зарядами в обоих случаях одинаковое.