BÀI GI NG V T LÝ Đ I C Ả Ậ Ạ ƯƠ NG 2
Chuyên đ : ề
ĐI N TR Ệ ƯỜ NG
(Đ ể download tài li u này, hãy đăng nh p ệ ậ
vào di n đànễ c a trang web ủ champhay.com)
Th.S Đ Qu c Huy ỗ ố
Trang 2M C TIÊU Ụ
Sau khi h c xong ch ọ ươ ng này, SV ph i : ả
– Gi i thích đ ả ượ c hi n t ệ ượ ng phân c c ự
đi n môi ệ
– Nêu đ ượ c m i quan h gi a vect phân ố ệ ữ ơ
c c đi n môi và m t đ đi n tích liên ự ệ ậ ộ ệ
k t ế
– Xác đ nh đ ị ượ c vect c ơ ườ ng đ đi n ộ ệ
tr ườ ng, vect c m ng đi n trong ch t ơ ả ứ ệ ấ
đi n môi ệ
– Nêu đ ượ c đ nh lí O – G ị trong ch t đi n ấ ệ
môi.
Trang 3I – Khái ni m v ch t đi n môi ệ ề ấ ệ
II – S phân c c c a đi n môi ự ự ủ ệ
III – Đi n tr ệ ườ ng trong ch t đi n môi ấ ệ
IV – Vect c ơ ườ ng đ đi n tr ộ ệ ườ ng và vect ơ
c m ng đi n t i m t phân cách gi a hai ả ứ ệ ạ ặ ữ
môi tr ườ ng đi n môi ệ
V – Đi n môi đ c bi t ệ ặ ệ
Trang 4I – KHÁI NI M V CH T ĐI N MÔI: Ệ Ề Ấ Ệ
V phề ương di n đi n h c, các ch t chia làm ba ệ ệ ọ ấ
lo i:ạ
D n ẫ
đi nệ
Đi n môiệ
Bán d nẫ
Có đi n tích t doệ ự
Vd: các kim lo iạ
Không có đi n tích t doệ ự
Vd: các phi kim
Đi n tích liên k t y uệ ế ế
Vd: Ge, Si
Trang 5II – S PHÂN C C ĐI N MÔI Ự Ự Ệ
+ + + + +
0
E 0 E'
1 – Hi n tệ ượng phân c c đi n môi:ự ệ
Đi n tích liên k tệ ế
Hi n tệ ượng xu t hi n các đi n tích trên thanh đi n môi ấ ệ ệ ệ khi nó đ t trong đi n trặ ệ ường ngoài được g i là hi n ọ ệ
tượng phân c c đi n môiự ệ
0
E = 0
N u thanh đi n ế ệ môi không đ ng ồ
ch t và đ ng ấ ẳ
h ướ ng thì đi n ệ tích xu t hi n ấ ệ ngay c trong ả lòng thanh đi n ệ môi.
Trang 62 – Gi i thích hi n tả ệ ượng phân c c đi n môi:ự ệ
Khi xét t ươ ng tác gi a các electron c a m i nguyên t , phân t ữ ủ ỗ ử ử
v i đi n tich hay đi n tr ớ ệ ệ ườ ng ngoài, ta coi tác d ng c a các ụ ủ
electron t ươ ng đ ươ ng nh m t đi n tích đi m t ng c ng –q ư ộ ệ ể ổ ộ
đ ng yên t i m t v trí trung bình nào đó – g i là ứ ạ ộ ị ọ tâm c a các ủ
đi n tích âmệ .
e p
T ươ ng t , tác d ng c a h t nhân t ự ụ ủ ạ ươ ng đ ươ ng nh m t đi n ư ộ ệ
tích +q đ t t i ặ ạ tâm c a các đi n tích dủ ệ ương
Khi ch a có đi n tr ư ệ ườ ng ngoài, tâm c a các ủ
đi n tích d ệ ươ ng và tâm c a các đi n tích ủ ệ
âm có th trùng nhau ho c l ch nhau ể ặ ệ Khi có đi n tr ệ ườ ng ngoài, tâm c a các ủ
đi n tích d ệ ươ ng và tâm c a các đi n tích ủ ệ
âm luôn l ch nhau. B n thân phân t lúc ệ ả ử này tr thành m t ở ộ lưỡng c c đi nự ệ .
Trang 7E 0
0
+ + + + +
Dưới tác d ng c a đi n trụ ủ ệ ường ngoài, các mômen đi nệpe
c a các phân t s ủ ử ẽ xoay và đ nh hị ướng theo đường
s cứ c a đi n trủ ệ ường ngoài.
K t quế ả, trong lòng ch t đi n môi các đi n tích trái d u ấ ệ ệ ấ
c a các lủ ưỡng c c phân t v n trung hòa nhau, nh ng ự ử ẫ ư ở
hai m t gi i h n, xu t hi n các đi n tích trái d uặ ớ ạ ấ ệ ệ ấ – đi n ệ
tích liên k t.ế
Đi n trệ ường ngoài càng m nh, s phân c c càng rõ ạ ự ự
r t.ệ
0
E 0
Trang 83 – Vect phân c c đi n môi:ơ ự ệ
Vect phân c c đi n môi là đ i lơ ự ệ ạ ượng đ c tr ng cho ặ ư
m c đ phân c c c a đi n môi,ứ ộ ự ủ ệ đo b ng t ng các ằ ổ
mômen đi n c a các phân t có trong m t đ n v ệ ủ ử ộ ơ ị
th tích c a kh i đi n môi. ể ủ ố ệ
n
ei
i 1 e
p P
V
=
=
∆
r
Vect phân c c đi n môi là m t đ i lơ ự ệ ộ ạ ượng vĩ mô, được coi nh m t mômen lư ộ ưỡng c c đi n ng v i m t đ n v ự ệ ứ ớ ộ ơ ị
th tích c a ch t đi n môi. Đ n v đo c a vect phân c c ể ủ ấ ệ ơ ị ủ ơ ự
đi n môi là C/mệ 2 (trùng v i đ n v đo m t đ đi n tích ớ ơ ị ậ ộ ệ
m t). ặ
Trang 94 – Liên h gi a VTPCĐM và m t đ đi n tích liên ệ ữ ậ ộ ệ
k t:ế
Xét kh i đi n môi ố ệ đ ng ch t,ồ ấ đ ng hẳ ướng, đ t trong ặ
đi n trệ ường ngoài E0
+ + + + +
0
E
e
P n
Xét m t hình tr đ nh có ộ ụ ủ ỏ hai đáy n m trên hai m t t m ằ ặ ấ
đi n môi, có đệ ường sinh //
Khi đó hình tr coi nh m t ụ ư ộ
lưỡng c c đi n có mômen ự ệ
đi n:ệ
ei
’
Trang 10+ + + + +
0
E
e
P n
’
Mà, vect phân c c c a kh i đi n môi trong hình tr ơ ự ủ ố ệ ụ
đó : n
ei
i 1 e
p
p ' S.
P
V V S .cos
r
l l
| P |
cos
σ
=
α
' P cos P
Hay:
V y: ậ M t đ đi n tích liên k t b ng hình chi u ậ ộ ệ ế ằ ế
c a vect phân c c lên pháp tuy n c a m t gi i ủ ơ ự ế ủ ặ ớ
h n.ạ
Trang 11III – ĐI N TRỆ ƯỜNG TRONG CH T ĐI N MÔIẤ Ệ
1 – Đi n trệ ường vi mô và đi n trệ ường vĩ mô:
M i phân t ch t đi n môi là m t l ỗ ử ấ ệ ộ ưỡ ng c c đi n. Đi n ự ệ ệ
tr ườ ng do m i l ỗ ưỡ ng c c đó gây ra g i là đi n tr ự ọ ệ ườ ng vi mô.
Đi n tr ệ ườ ng vi mô bi n thiên r t l n trong kho ng không ế ấ ớ ả gian r t nh bao quanh phân t ấ ỏ ử
Khi kh o sát đi n tr ả ệ ườ ng, ta ph i dùng các đi n tích th ả ệ ử
M t đi n tích th dù kích th ộ ệ ử ướ c nh đ n đâu cũng là r t l n ỏ ế ấ ớ
so v i kích th ớ ướ c phân t Vì v y m t đi n tích th đ ử ậ ộ ệ ử ượ c
đ t trong lòng đi n môi s chi m m t v trí không gian đ ặ ệ ẽ ế ộ ị ủ
l n và ta ch đo đ ớ ỉ ượ c đi n tr ệ ườ ng trung bình c a đi n ủ ệ
tr ườ ng vi mô trong mi n không gian đó. ề
Do đó khi nói đ n đi n trế ệ ường trong lòng v t ch t, ta ậ ấ
hi u đi n trể ệ ường đó là đi n trệ ường vĩ mô t i m t đi m ạ ộ ể
trong lòng v t ch tậ ấ
Trang 122 – Đi n trệ ường trong lòng ch t đi n môi:ấ ệ
o E
E
E'
M
+ + + + + +
E E E' = + � E E = − E '
Mà:
0
'
E ' = σ
ε en0
P
=
ε e0
P
= ε
e e 0
P = χ ε E
Đ i v i ch t đi n môi đ ng ch t, ố ớ ấ ệ ồ ấ
đ ng hẳ ướng:
0 e
E E = − χ E
e
E E E
1
+ χ ε
V y:ậ cường đ đi n trộ ệ ường trong lòng ch t đi n ấ ệ
môi gi m đi ả l n so v i cầ ớ ường đ đi n trộ ệ ường trong chân không
e g i là đ c m đi nọ ộ ả ệ
Trang 13H s đi n môi c a m t s ch t:ệ ố ệ ủ ộ ố ấ
Ch t đi n ấ ệ
môi Chân không 1 Parafin 2,2 – 2,3
Không khí 1,0006 Cao su
m mề
2,6 – 3
D u h aầ ỏ 2,1 Mica 4 – 5,5
Nh a thôngự 3,5 Th y tinhủ 4 – 10 Ebônit 2,7 – 3 Sứ 6,3 – 7,5
Trang 143 – Đ nh lí O – G trong môi trị ường đi n môi – vect ệ ơ
c m ng đi n:ả ứ ệ
e 0
D = ε + E P
0
E div
0
) S ( trong )
S
(
q S
d
E
td 0
div E ρ
=
εε div Pe = −ρlk
Vect c m ng đi nơ ả ứ ệ
td
div D = ρ trong(S)
(S)
D d S = q
N u ch t đi n môi không đ ng nh t và đ ng h ế ấ ệ ồ ấ ẳ ướ ng thì và Pe E
không cùng phương , khi đó đi n tích xu t hi n ngay c trong ệ ấ ệ ả lòng đi n môi ệ
0
D = εε E
ĐM đc&đh:
Trang 15E
D
E
IV – VECT VÀ T I M T PHÂN Ơ Ạ Ặ
CÁCH HAI CH T ĐI N MÔI Ấ Ệ
0
2
E '
1
E '
1n
E
1t
E
2n
E
2t
E
1 0 1
E = E + E ' E2 = E0+ E '2
2t 0t 2t
E = E + E ' (2)
1t 0t 1t
E = E + E ' (1)
1n 0n 1n
E = E + E ' (3)
2n 0n 2n
E = E + E ' (4)
Vì E’1t = E’2t = 0 nên E1t = E2t . V y:ậ Thành ph n ti p ầ ế
L p lu n tậ ậ ương t , suy ra:ự Thành ph n pháp tuy n ầ ế
c a vect củ ơ ường đ đi n trộ ệ ường bi n thiên không ế
liên t c qua m t phân cách gi a hai l p đi n môi.ụ ặ ữ ớ ệ
Trang 16E
IV – VECT VÀ T I M T PHÂN Ơ Ạ Ặ
CÁCH HAI CH T ĐI N MÔI Ấ Ệ
2
E
0
2
E '
1
E '
1n
E
1t
E
2n
E
2t
E
1 1 0 1
2t 1 1t 1 1t 2 2t 2
ε ε
= =
ε ε
vect c m ng đi n bi n thiên liên t c qua m t phân ơ ả ứ ệ ế ụ ặ
cách gi a hai l p đi n môi.ữ ớ ệ
2n 1 1n 1n 2 2n
1
ε
= = ε
Trang 17V – ĐI N MÔI Đ C BI T Ệ Ặ Ệ
1 – Đi n môi sécnhét:ệ
Mu i sécnhét có công th c ố ứ NaK(C2H2O3)2.4H2O
Đ c tính c a đi n môi sécnhét :ặ ủ ệ
• H s đi n môi c a sécnhét ph thu c vào nhi t ệ ố ệ ủ ụ ộ ệ
đ , có gía tr r t l n (có th đ t t i 10000).ộ ị ấ ớ ể ạ ớ
• Vect phân c c không t l b c nh t v i cơ ự ỉ ệ ậ ấ ớ ường
đ đi n trộ ệ ường trong lòng ch t đi n môi.ấ ệ
E
Pe
EK
O
Ped
môi.
• Khi tăng nhi t đ t i quá m t ệ ộ ớ ộ
nhi t đ Tệ ộ C , sécnhét m t h t các ấ ế
tính ch t đăc bi t, tr thành đi n ấ ệ ở ệ
môi bình thường.
Trang 182 – Hi u ng áp đi n:ệ ứ ệ
Năm 1880 nhà v t lí Pie Curi và Gi c Curi đã phát ậ ắ
hi n ra hi n tệ ệ ượng : khi kéo dãn ho c nén tinh th ặ ể
đi n môi theo các phệ ương đ c bi tặ ệ trong tinh th ể thì trên các m t gi i h n c a tinh th có xu t hi n các ặ ớ ạ ủ ể ấ ệ
đi n tích trái d uệ ấ Hi n tệ ượng đó được g i là ọ hi u ệ
ng áp đi n thu n.
Ngượ ạc l i, n u ta áp lên hai m t tinh th m t hi u ế ặ ể ộ ệ
đi n thệ ế thì nó s b dãn ho c nénẽ ị ặ Đó là hi u ng áp ệ ứ
+ + +
+
+
+
+
+ +
++ + +
Hi u ng áp đ n thu n đệ ứ ịệ ậ ượ ức ng
d ng đ bi n các dao đ ng c thành ụ ể ế ộ ơ
các dao đ ng đi n.ộ ệ
Hi u ng áp đ n ngh ch đệ ứ ịệ ị ượ ức ng
d ng đ ch t o các máy phát sóng ụ ể ế ạ
siêu âm
