Ответ #1:
Проводником называется вещество, хорошо проводящее электрический ток. В проводниках есть большое число свободных электронов, которые могут перемещаться под действием электростатического поля. Эти электроны покинули свои атомы и могут перемещаться внутри проводника. Атомы, с которых ушли электроны, называются «атомными остатками». Если проводник внести в электростатическое поле, то свободные электроны перераспределяются в проводнике таким образом, чтобы в любой точке проводника электростатическое поле свободных электронов и «атомных остатков» компенсировало внешнее поле.
Таким образом, при внесении проводника в электрическое поле, поле изменится, и будет обладать следующими свойствами:
1. внутри проводника во всех точках , а на его поверхности вектор
направлен перпендикулярно поверхности;
2. поверхность проводника является эквипотенциальной, потенциал внутри проводника равен потенциалу поверхности;
3. в заряженном проводнике некомпенсированные заряды находятся только на поверхности проводника.
Свойства проводника используются для изолирования какой-либо области пространства от внешнего электрического поля. Если, например, взять металлическую сферу и поместить ее в электростатическое поле, то внутри сферы напряженность поля будет равна нулю, а если сферу еще и заземлить, то и потенциал внутри нее тоже будет равен нулю.
Диэлектриком или изолятором называется вещество, не проводящее электрический ток. В диэлектриках отсутствуют свободные электроны и другие носители тока. Молекулы диэлектрика электрически нейтральны. Диэлектрик называется полярным, если в его молекуле существует разделение положительных и отрицательных зарядов. Диэлектрик называется неполярным, если в отсутствие внешнего поля в нем нет разделения положительных и отрицательных зарядов.
При внесении диэлектрика в электрическое поле он поляризуется. Поляризацией называется процесс возникновения в диэлектрике внутреннего электрического поля. В полярных диэлектриках молекулы выстраиваются, а в неполярных – возникает разделение зарядов внутри молекул. В результате поляризации внутри диэлектрика создается свое электростатическое поле, направленное противоположно внешнему полю. При этом значение результирующего поля становится меньше значения поля вне диэлектрика. Величина, показывающая во сколько раз ослабляется поле внутри диэлектрика, называется диэлектрической проницаемостью ε. Таким образом, напряженность поля внутри диэлектрика связана с напряженностью
в отсутствие диэлектрика следующим образом:
Диэлектрическая проницаемость – безразмерная величина. Значения диэлектрической проницаемости для различных веществ измерены и занесены в таблицы.
Пример-задача
Чему равняется поле внутри куска стекла, если вдали от стекла оно равно 280 В/м?
Дано:E = 280 В/м.
Найти:
Решение:
Значение диэлектрической проницаемости стекла из таблицы:
Поле внутри диэлектрика
Ответ: 40 В/м.