מקדם דיאלקטרי – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ הסרת תבנית:בקרת זהויות בערכים עם קטגוריה:בקרת זהויות עם 0 פריטים |
מאין תקציר עריכה |
||
שורה 8:
ביחידות [[מערכת היחידות הבינלאומית |SI]], המקדם הדיאלקטרי נמדד ב[[פאראד]] ל[[מטר]] (F/m). שדה ההשראות החשמלית <math>\vec{D} \!\ </math> נמדד ביחידות של [[קולון]] ל[[מטר רבוע]] (C/m<sup>2</sup>), בעוד שהשדה החשמלי <math>\vec{E} \!\ </math> נמדד ב[[וולט]] ל[[מטר]] (V/m), אבל שניהם מייצגים את אותה התופעה של אינטראקציה בין גופים טעונים. <math>\vec{D} \!\ </math> קשור לצפיפויות המטען המעורבות באינטראקציה, בעוד ש-<math>\vec{E} \!\ </math> קשור לכוחות ולהפרש הפוטנציאלים.
==
המקדם הדיאלקטרי של ה[[ריק]] (ואקום) <math>\varepsilon_0 \!\ </math> הוא היחס <math>\vec{D}/\vec{E} \!\ </math> בריק.
: <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{c^2\mu_0} \approx 8.8541878 \times 10^{-12}\frac{F}{m}</math>
שורה 19:
כל שלושת הקבועים הנ"ל מוגדרים במדויק [[מערכת היחידות הבינלאומית|ביחידות SI]].
המקדם הדיאלקטרי של
'''במערכת [[cgs]]''':
שורה 60:
=== מודל פשטני לקבלת המקדם הדיאלקטרי של תווך ===
קיימים מספר מנגנונים שגורמים לאפקט של דיאלקטריות של תווך, ונתייחס כאן לשניים מהם: השריית דיפולים ו
==== "יישור" דיפולים ====
[[קובץ:Diel.png|שמאל|250px|ממוזער|יישור דיפולים. באיור ניתן לראות חומר לא מקוטב בהיעדר שדה חיצוני, וחומר מקוטב שמופעל עליו שדה חיצוני.]]
קיימים בטבע חומרים רבים המורכבים ממולקולות נייטרליות שהתפלגות המטען החשמלי עליהן מקוטבת, כך שהן מהוות [[דיפול חשמלי|דיפולים חשמליים]]. במצב רגיל, כלומר כאשר אין שדה חשמלי חיצוני, האוריינטציה של הדיפולים הללו היא אקראית, כך שבסיכום הכולל הן לא יוצרות כל שדה חיצוני. לעומת זאת כאשר פועל שדה חשמלי חיצוני, חלק מן הדיפולים הללו מקבלים לפתע כיוון מועדף אחד; הם מתיישרים עם כיוון השדה החיצוני תוך זמן אפסי, כך שכעת הם יוצרים שדה נגדי לשדה המקורי. פילוג האוריינטציות של הדיפולים כבר אינו אקראי אלא "נוטה" לכיוון מסוים. הנחת ליניאריזציה סבירה היא שהצפיפות הנפחית של ה[[מומנט דיפול|מומנט הדיפולי]] עומדת ביחס ישר לשדה החיצוני (בטווח עוצמת שדות נורמלי), כלומר שהחלק היחסי של הדיפולים שהתיישרו עם כיוון השדה עומד ביחס ישר לעוצמת השדה שמופעל. השדה החשמלי בתוך החומר הוא סיכום של השדה החיצוני עם השדה שיוצרים הדיפולים.
משיקולים היוריסטיים אלו ניתן לראות לפיכך שהמקדם הדיאלקטרי הוא פונקציה של המרחק d בין שני הקצוות הטעונים של כל דיפול, של המטען בכל קצה q ושל הצפיפות הנפחית <math>\rho</math> (מספר דיפולים ליחידת נפח) של הדיפולים (שתלויה בשדה). ניתן לחשב לפיכך את השדה שיוצר החומר הדיאלקטרי לפי המודל של שני מישורים אינסופיים הטעונים בצפיפויות מטען משטחיות
<math>+\sigma</math> ו-<math>-\sigma</math> כאשר <math>\sigma = \rho*q*d = \alpha (E_0 - E_P)qd</math> (כאן <math>\alpha</math> הוא קבוע פרופורציה). השדה בין שני מישורים אינסופיים כאלה הוא לפי [[חוק גאוס]]:
<math>E_P = 2\frac {{\sigma}} {{2\epsilon_0}} = \frac {{\sigma}} {{\epsilon_0}}</math>. מכאן נקבל:
<math> E_P = \frac {{\sigma}} {{\epsilon_0}} = \frac {{\alpha (E_0 - E_P)qd}} {{\epsilon_0}} </math> ולבסוף מקבלים שהמקדם הדיאלקטרי היחסי הוא:
<math>\epsilon_r = 1 + \frac {{\alpha qd}}{{\epsilon_0}}</math>.
שורה 123:
==קישורים חיצוניים==
* {{בריטניקה}}
[[קטגוריה:גדלים חשמליים]]
| |||