Поляризація діелектриків

Явище, при якому відбувається в діелектрику обмежений за величиною зміщення зв`язаних зарядів, або ж спостерігається поворот електричних диполів, отримало у фізиці назву поляризація діелектриків. Протягом цього процесу може відбуватися або спонтанно, в силу внутрішніх причин, або ж під впливом зовнішніх сил, насамперед, електричних полів.

Фізико-математичне відображення процесу характеризується вектором поляризації, що представляє собою дипольний момент, який розглядається у відношенні до величини обсягу діелектрика. Досить часто у фізичному контексті використовують спрощений термін - поляризація. Цей параметр використовується не тільки для відображення макроскопічного стану. Його можна застосовувати для опису будь-яких явищ, що володіють властивостями, якими характеризується і поляризація діелектриків.

Виходячи з цього твердження, можна сформулювати спільну ознаку явища. Такий стан діелектрика, при якому в ньому виявляється наявність дипольного моменту в кожній точці його обсягу, і характеризує поляризація діелектриків.

Розглядається явище неоднозначно за своєю природою. Розрізняють такі види поляризації діелектриків як наведена, тобто виникає під впливом зовнішніх електричних полів, спонтанна, що утворюється при відсутності зовнішніх збудників поляризації, механічна (сегнетоелектріка), що формується при дії механічних збудників, термічна, що виникає під дією коливань температури.

Особливістю поляризації як фізичного явища є те, що вона практично не впливає на величину сумарного заряду однорідного діелектрика, яку б точку його обсягу не вибрали. У той же час, при поляризації відбувається формування зв`язаних зарядів на поверхні діелектрика. Ось ці заряди і є джерелами додаткового поля з деякою напруженістю, вектор якої спрямований проти вектора дії зовнішнього поля.

Важливим у розглянутому питанні виступає і класифікація поляризації діелектриків в залежності від самих її механізмів. У цьому аспекті виділяються такі її типи:

- міграційна характерна для матеріалів, у структурі яких є чітко помітні шари, що володіють різною провідністю. Така поляризація характеризується уповільненим дією-

- електронна поляризація полягає в переміщенні оболонок атомів під впливом зовнішніх електричних полів. Це - найшвидший тип полярізаціі-

- іонна характеризується тими ж факторами, що і електронна, тільки в цьому випадку відбувається не зсув оболонок атомів, а переміщення вузлів структури кристалічної решітки речовин-

- дипольная, або як її ще називають орієнтаційна поляризація характеризується значними втратами, причина яких полягає у великих витратах енергії на подолання внутрішніх зв`язків в діелектрику. Для орієнтаційної поляризації діелектриків характерне явище строго певної орієнтації діполей-

- електронно-релаксационная характеризується наявністю такої ж певної орієнтації дефектних електронов-

- іонно-релаксаційна поляризація діелектриків проявляється в переміщенні іонів, які володіють слабкими внутрішніми зв`язками і не закріплені стійко у вузлах кристалічних решіток структури речовини-

- структурна проявляється також у певної орієнтації елементів діелектрика, але в цьому випадку цими елементами виступають різні домішки, які містить речовину діелектрика. Ця поляризація протікає найбільш повільно-

- мимовільна (спонтанна) спостерігається у діелектриків з дуже високими параметрами проникності, їх називають сегнетоелектрікамі-

- резонансна характеризується збігом частот електронів діелектрика з частотами впливає на нього поля, звідси, власне, і таку назву.

Як правило, у всіх випадках, крім резонансної поляризації, її величина досягає максимальних значень в статичних полях.