0000006 (21)

Wówczas na przeciwległych końcach próbki dielektryka, umieszczonego w polu, pojawiają się różnoimienne ładunki elektryczne.

Jeżeli dielektryk zbudowany jest z cząsteczek, to w polu elektrycznym zdeformowane atomy, tworzące cząsteczkę, ulegają wzajemnemu przesunięciu. Pojawia się wówczas indukowany dipol cząsteczkowy, a tego rodzaju polaryzacja nazywa się polaryzacją atomową (ryc. 17.2b). Polaryzacja elektronowa i atomowa noszą wspólną nazwę polaryzacji deformacyjnej.

Zdarza się, żc atomy tworzące cząsteczkę ułożone są niesymetrycznie. Wynika stąd również i niesymetryczny rozkład ładunków. Taka cząsteczka reprezentuje wówczas trwały dipol. Pole elektryczne, działające na taki dipol momentem pary sił, powoduje jego obrót. Już częściowe zorientowanie dipoli cząsteczkowych, zgodnie z kierunkiem pola zewnętrznego, prowadzi do polaryzacji orientacyjnej dielektryka (ryc. 17.2c).

Może być sytuacja, że jony różnych znaków wypełniają jakąś małą przestrzeń zamkniętą, np. komórkę roślinną czy zwierzęcą. Błona komórkowa uniemożliwia wyjście jonów poza komórkę. W polu elektrycznym jony różnych znaków ulegają rozsunięciu i gromadzą się w przeciwległych krańcach komórki. W ten sposób komórka staje się olbrzymim dipolem jonowym, a ten rodzaj polaryzacji nazwano polaryzacją jonową (ryc. \1.2d).

Stopień spolaryzowania pojedynczej cząsteczki lub komórki określa wektor elektrycznego momentu dipolowego p_e. Jest to iloczyn ładunku Q przez odległość / przesunięcia środków ciężkości ładunków ujemnych względem dodatnich, czyli

P_e = Qi    17.1

Kierunek wektora momentu dipolowego p_e jest zgodny z kierunkiem 7, a zwrot ma od ładunku —O do ładunku 4- O (ryc. 17.3«).

/0)0 OO_y /0Q)^£2)/_c

Q)Q^)G)

QOO<2)

Ryc. 17.3. Polaryzacja orientacyjna dielektryka: a — para sił elektrycznych działających na dipol; b — zorientowanie dipoli w kierunku pola.

Jednorodne pole elektryczne działa na każdy trwały dipol parą sił (ryc. 17.3cr), której moment obrotowy wyraża się wzorem

T — IF ■ sin a = QIE ■ sin a + p_eE ■ sin a    17.2

Działaniem momentu pary sił elektrycznych dipole w całej objętości dielektryka ustawiane są zgodnie z kierunkiem pola E. Nawet częściowe zorientowanie dipoli w jednym kierunku wywołuje pojawienie się na nierównolcgłych do pola powierzchniach S prostopadłościanu dielektryka różnoimiennych ładunków polaryzacyjnych -\-Q i — Q, których gęstości powierzchniowe wynoszą odpowiednio -ł-cr i —a (ryc. 17.3/?). Miarą polaryzacji całego dielektryka jest wektor polaryzacji P. Równy jest on stosunkowi sumy wektorowej

306