Сборник задач по ядерной физике Ядерная реакция Законы сохранения импульсная диаграмма Термоядерная реакция фотоэффект Эффект Комптона Закон Кирхгофа Волновая функция Уравнение Шрёдингера Длина волны Дебройля Волновые пакеты Туннельный эффект Оператор энергии Оператор импульса

ЭЛЕКТРОСТАТИКА Примеры решения задач начало

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИПОЛЬ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ

Пример 4. Криптон находится под давлением р=10 МПа при температуре Т= 200 К, Определить: 1) диэлектрическую проницаемость ε криптона; 2) его поляризованность Р, если напряженность Е0 внешнего электрического поля равна 1 MB/м. Поляризуемoсть α криптона равна 4,5·10-29 м3,

Р е ш е н и е. 1. Для определения диэлектрической проницаемости криптона воспользуемся уравнением Клаузиуса - Мосотти, записанным в виде

где п - концентрация атомов криптона. Выразим из этой формулы диэлектрическую проницаемость:

Так как концентрация молекул (атомов) связана с давлением и температурой соотношением , то

Выразив все величины, входящие в эту формулу, в единицах СИ (α=4,5·10-29 м3, p=10MПa=107 Па, =1,38·10-23Дж/K, Т=200 К) и произведя вычисления, получим ε=1,17

2. По определению, поляризованность

где рi - электрический дипольный момент, индуцированный в i-м атоме; N - число атомов в объеме ΔV. В однородном электри­ческом поле все pi совпадают по модулю и направлению, поэтому геометрическую сумму можно заменить на арифметическую. Обозначив |pi|=p, получим

Отношение числа N атомов к объему ΔV есть концентрация n атомов. Тогда

P=np.

Так как электрический дипольный момент атома пpoпoрционален напряженности Елок локального поля (р=αε0Елок), то пoляризованность

Р=αε0nЕлок

Выразив Eлок через напряженность Е0 внешнего поля (Елок=3εЕ0/(ε+2)) и n через давление р и температуру Т (n=p/T),получим

Подставим числовые значения и произведем вычисления (при этом воспользуемся значением ε=1,17 найденным в п. 1 данного примера):

P=1,60·10-6 Kл/м2 =1,60 мкKл/м2.

Решение задач по физике, электротехнике, математике