Вектор зміщення - студопедія

Діелектрики, поляризована діелектрика. Діелектрики в електричному полі.

Провідники в електричному полі.

Atomic and molecular data for radiotherapy. Proc. IAEA-TECDOC-506, Vienna 1989.

Вступні зауваження, M.Inocuti з 7. У радіаційних дослідженнях ім загальна і фунд проблема: які фіз і хім механізми ведуть до змін в речовині, обумовленим іон випромінюванням? Це важливо і для оцінок ризику опромінення, і для його подання до порядку збереження окр середовища.

Фунд фізика має справу з вузькими енерг іпределамі і часто в отн од. У додатках маємо інші вимоги. Це: дані повинні бути right, absolute and comprehensive.right, absolute and comprehensive (з широким вибором параметрів).

Right - deliberately [] 1) свідомо, усвідомлено, обдумано; виважено I deliberately compared one with the other. - Я ретельно зіставив одне з іншим. Syn: after careful consideration 2) повільно, з лінню, не поспішаючи Syn: leisurely. slowly, absolute and comprehensive

Right - виважено вибирати між "precise точний" і навіть "accurate скрупульозний".

Група Scope of data needed, Wambersie A. ea. P 51-72.

Див по нейтронної терапії

Взяти рис. 1 - доза-ефект.

Геометрична проблема - поєднання з мішенню.

Kaplan I.G. p 80 - сили осциляторів води рис.2.

Olko P. ea p 105

Kraft G. P-bio exp 117

Toburen LH p 160

Fig 1 - p-track simulated

Trajmar S. Spectrum K-L- 30 eV etc

Hayashi M - e cross-sec. Fig 1 p 195.

Terrisol M ea - e cross-sec. Fig ... p 220

Pihet P. Menzel HG. P 91.

Взяти рис. 4-13 - cross-sec of ions - RBE

Waibel E. 136-150

Range differences Ep 100 keV

Bauer P. ea p151 <100 keV

3. Електроємність, конденсатор.

Результуючі напруга. дорівнює Е = E0 -E 1 = 0.

По властивості електропровідності - здатності проводити електричний струм, все речовини діляться на провідники (метали, електроліти та іонізовані гази), діелектрики (інакше ізолятори) і напівпровідники.

воположном. Ео зовнішнього поля. це переміщення

дуже швидко перетворюється. У провіднику наводиться внутрішнє електричне поле. Воно посилюється по напруженості до тих пір, поки не компенсується зовнішнє поле. Коли сумарне напруженість усередині об'єму провідника стане дорівнює нулю, перерозподіл електронів припиниться, встановиться статичну рівновагу.

При цьому силові лінії електростатичного поля поблизу поверхні провідника перпендикулярні цій поверхні. Сама поверхня є еквіпотенційної # 966; = const (інакше тривало б перерозподіл електронів).

Особливість металевих провідників: Надлишкові електрони повідомлені провіднику і електрони перерозподілені під дією зовнішнього електричного поля можуть розташовуватися тільки на поверхні провідника. Тому наявність всередині нього порожнини ніяк не впливає на конфігурацію розташування зарядів і тим самим на електричне поле Þ всередині порожнини поле буде відсутній.

Явище перерозподілу поверхневих зарядів на провіднику в зовнішньому електричному полі називається електростатичною індукцією.

2. Діелектрики речовини, які не проводять електричний струм. У діелектриках відсутні вільні електрони.

Діелектрик називається однорідним і ізотропним, якщо всі його властивості однакові в будь-якій точці об'єму і в усіх напрямках.

Валентні електрони в атомах діелектрика міцно пов'язані зі своїми ядрами і в звичайних умовах не можуть відірватися від них. Залежно від будови молекул розрізняють полярні і неполярні діелектрики.

Полярними називаються діелектрики молекули яких можуть бути представлені у вигляді диполя: у відсутності зовнішнього електричного поля центримас позитивних і негативних зарядів в молекулі не збігаються, тобто дипольний момент молекули не дорівнює нулю. P = Q'l. Хоча кожен диполь і створює своє поле, але через хаотичного розташування і руху цих диполів сумарне напруга в відсутності зовнішнього електричного поля дорівнює нулю.

Молекули неполярного діелектрика настільки симетричні, що центри мас позитивних і негативних зарядів збігаються, тому дипольний момент дорівнює нулю P = Q'l = 0.

При внесенні діелектрика в зовнішнє електричне поле відбувається його поляризація. Поляризацією діелектрика називається перехід його в такий стан, коли всередині малого обсягу речовини геометрична сума векторів дипольних електричних моментів молекул не дорівнює нулю. 0, такий диполь зв. поляризованим. Механізм поляризації різний для полярних і неполярних діелектриків.

2.2. Потрапляючи в зовнішнє електричне поле будь-діелектрик поляризується. Кількісно цей процес характеризується величиною званої поляризованность. це дипольний момент одиниці об'єму. Р = = Pi ... (4.1)

Для більшості діелектриків поляризованность лінійні

Ність діелектрика до поляризації.

Сприйнятливість c простим способом пов'язана з проникністю e: при переході до вакууму сприйнятливість повинна звернеться в нуль c = 0, а відносна діелектрична проникність - в одиницю e = 1. Тобто c = -1. тоді

, а діелектричну проникність середовища можна представити як = c + 1. Вона показує, у скільки разів поле послаблюється діелектриком і характеризує кількісно властивість діелектрика поляризує-тися в електричному полі.

Діелектрик поміщений в зовнішнє електричне поле гасить його всередині себе на відміну від провідника лише частково, де, тоді

Е = Е0 - ... (4.3), де s / - поверхнева щільність зв'язаних зарядів на діелектрику. Ми знаємо, що повний дипольний момент пластинки діелектрика дорівнює РV = Р # 8729; V = P # 8729; S d

де S - площа грані пластинки, d - її товщина, Р - поляризованность.

З іншого боку дипольний момент системи можна виразити РV = Q # 8729; l.

Тобто, поверхнева щільність зв'язаних зарядів дорівнює поляризованности.

З огляду на це (4.3) перепишеться як:

E = E0 - = E0 -, так як P = c 0 E то E = E0 -; E = Е0 -cЕ Е + c # 8729; Е = Е0 Þ Е (1 + c) = Е0 А так як 1 + c = Þ Е # 8729; = Е0 звідки отримуємо вже відому залежність: Е =.

4.1. Коли в провіднику збільшується заряд Q, то прямо пропорційно зростає потенціал провідники # 966 ;. Q j. Ставлення заряду провідника до його потенціалу не залежить від величини заряду, що знаходиться на провіднику, а визначається властивостями самого провідника, а також середовища, в якому він знаходиться.

Характеристикою електричних властивостей провідника, що визначає можливість накопичення зарядів на даному провіднику є електроємність

Фізична величина, яка вимірюється відхиленням заряду провідника до потенціалу # 966; називається електроємна (ємністю) провідника = С (4.5)

Іншими словами, ця фізична величина дорівнює заряду, який змінює потен-цііал провідника на одну одиницю.

Ємність провідника залежить від його лінійних розмірів і геометричної форми. Але не залежить від матеріалу провідника і його агрегатного стану. Одиниця електроємності 1Ф.

1Ф =; 1Ф - це ємність такого уедінен.проводніка, потенціал якого змінюється на один вольт при повідомленні йому заряду 1кл.

, так як потенціал сфери (точкового заряду) де, то. Тоді С = 4 - .... (4.6) електроємність кулі.

С = ...... (4.7) - плоского конденсатора.

Конденсатор складається з двох провідників заряджених різнойменно рівними зарядами. Електричне поле створене цими провідниками сосредо-точний у просторі між ними. Провідники утворюють конденсатор називаються його обкладинками. Ємність конденсатора є взаємною ємністю його обклад. Конденсатори служать накопичувачами електричної енергії.

Плоский конденсатор являє собою дві паралельні пластини заряджені однаковими за модулем різнойменними зарядами. Обкладки конденсатора знаходяться на відстані d одна від одної. За умови що відстань між обкладинками плоского конденсатора значно менше кореня квадратного з площі обкладок d <<, электрическое поле между обкладками будет однородным и практически целиком сосредоточено между ними. Однородность поля будет нарушаться только в близи краев обкладок.

Ємність конденсатора С дорівнює відношенню заряду q на одній з його обкладок до різниці потенціалів # 966; 1 - # 966; 2 = U між ними.

При зарядці конденсатора можна повідомити однією з обкладок деякий заряд, а іншу заземлити. Тоді на заземленою обкладанні залишиться заряд протилежний по знаку і рівний за значенням заряду повідомленою першої обкладанні. В землю піде заряд того знака, яким заряджена перша обкладка.

1 - конденсатор постійної ємності