ЭЛЕКТРОСТАТИҚАЛЫҚ ӨРІСТЕГІ ДИЭЛЕКТРИКТЕР. ДИЭЛЕКТРИКТЕРДІҢ ЕКІ ТҮРІ

Изолятор, яғни диэлектрик, жалпы бейтарап атомдардан немесе молекулалардан тұрады. Бейтарап атомдағы электр зарядтары (дәлірек айтсақ, электрлік зарядталған бөлшектер: электрондар мен ядролар) бірімен-бірі байланысқан болады да, заттың бүкіл көлемінде, өткізгіштердегі еркін зарядтар сияқты өріс әсерінен орын ауыстыра алмайды.

Өткізгіштер мен диэлектриктердің құрылысындағы айырмашылықтың болуы нәтижесінде, олардыц электростатикалық өрістегі жәй-күйі де түрліше болады. Диэлектриктің ішінде электростатикалық өpic пайда бола алады және бұған сай диэлектрик оған өзінің белгілі бір ықпалын тигізеді.

Қарапайым тәжірибе жасап, зарядталмаған диэлектрик электр өрісін туғыза алатынын дәлелдеуге болады. 1-суретте ұшында металл дискі орнатылған таяқшасы бар зарядталған электрометрі. Егер осындай электрометр дискісіне зарядталмаған диэлектрикті, мысалы, қалың шыныны жақындатсақ, онда электрометрдің тілі таяқшаға жақындайды (2-сурет). Бұл зарядталған дискінің электр өрісіне орналастырылған диэлектриктің өзі электр өрісің тудырған жағдайда ғана болады. Бұл өpic тіл мен таяқшаның зарядын азайтады да, соған сәйкес дискі зарядын арттыра отырып, электрометрдің таяқшасындағы зарядтардың тарап орналасуына ықпалын тигізеді.

Сурет 1.

Сурет 2.

Бейтарап атомдар мен молекулалардың электрлік қасиеттері. Зарядталмаған диэлектрик электр өрісін қалай тудыратынын түсіну үшін әуелі бейтарап атомдар мен молекулалардың электрлік қасиеттерімен танысайық.

Атомдар мен молекулалар оң зарядталған бөлшектер - ядролардан және теріс зарядталған бөлшектер - электрондардан тұрады. 3-суретте ең қарапайым атом - сутегі атомының сызбанұсқасы көрсетілген. Атомный, оң заряды, яғни ядросының заряды, оның центрінде орналасқан. Ал электрон атомда зор жылдамдықпен козғалады. Ядроның маңайында ол өте аз уақыттың ішінде 10^-15 секундқа жуық уақытта, бір айналым жасайды. Сондықтан, мысалы, 10^-9 с ішінде-ақ, ол миллион айналым жасап үлгереді, яғни ядроға қарағанда симметриялы орналасқан кез келген 1 және 2 нүкте арқылы миллион рет өтіп үлгереді. Осыған сүйеніп, теріс зарядтың да орналасу центрі уақыт тұрғысынан алғанда атомның центріне тура келеді деп, яғни оң зарядталған ядроға дәл келеді деп есептеуімізге болады.

Алайда істің жайы әрқашан бұлай бола бермейді, ас тұзының молекуласын қарастырайық. Натрий атомының сыртқы қабықшасында атоммен нашар байланысқан бір валентті электрон бар. Хлордың валенттік электроны жетеу. Молекула түзілген кезде натрийдің жалғыз валенттік электронын хлор қармап алады. Осы екі бейтарап атом қарама-қарсы зарядталған екі ионнан тұратын жүйеге айналады (4-сурет). Оң және теріс зарядтар енді молекула көлемінде симметриялы бөлініп орналаспайды: оң зарядтың орналасу центрі натрий ионында, ал теріс зарядтікі - хлор ионында болады.

Электрлік диполь. Молекуладан үлкен қашықтықта оны мо­дулі жағынан тең, ал таңбалары жағынан қарама-қарсы және бірінен-бірі қандай да бір  қашықтықта орналасқан (5-сурет) нүктелік екі заряд жиынтығы ретінде жуық түрде қарастыруымызға болады. Жалпы алғанда осындай бейтарап зарядтар жүйесі электрлік диполь деп аталады.

Сурет 3.

Сурет 4.

Сурет 5.

Диэлектриктің екі түрі. Диэлектриктерді мынадай екі түрге бөлуге болады:

- полярлы (полюстік) диэлектриктер - бұлар оң зарядтар мен теріс зарядтардың центрлері бір-біріне дәл келмейтін молекулалардан тұрады.

- полярсыз (полюссіз) диэлектриктер - бұлар оң зарядтар мен теріс зарядтардың центрлері бір-біріне дәл келетін молекулалардан тұрады. Полярлы диэлектриктерге спирт, су және т.б. жатады: полярсыздарға - инертті газ, оттегі, бензол, полиэтилен т. б. жатады.

Диэлектриктің екі түрі бар: полярлы және поляр­сыз. Оларды молекулаларының құрылысына қарап ажыратады.

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. Физика. -Алматы, 1998. -256 бет.