Связанные заряды физика
5.2. Возникновение связанных зарядов в диэлектрике, помещенном в электрическое поле
Свободными называют заряды, которые могут под воздействием электрического поля перемещаться за значительные расстояния. Свободными являются электроны в проводниках, ионы в газах, заряды на поверхности диэлектрика, которые попали на него снаружи, нарушающие нейтральность этих веществ. Заряды, которые входят в состав нейтральных молекул диэлектриков, ионы, закрепленные в узлах кристаллических решеток у положений своего равновесия, являются связанными зарядами.
Когда диэлектрик не поляризован, объемная плотность и поверхностная плотность а связанных зарядов равны нулю. В результате поляризации поверхностная плотность, а в некоторых случаях и объемная плотность связанных зарядов становятся отличными и от нуля. На рис. Из рисунка видно, что поляризация сопровождается возникновением в тонком поверхностном слое диэлектрика избытка связанных зарядов одного знака. Если нормальная составляющая напряженности поля Е для данного участка поверхности отлична от нуля, то под действием поля заряды одного знака уходят внутрь, а другого знака выходят наружу.
При помещении диэлектрика в электрическое поле на его поверхности и в объеме возникают наведенные поляризационные заряды, они появляются в результате поляризации диэлектрика. В отличие от свободных зарядов в металле поляризационные заряды диэлектрика связаны с конкретными молекулами вещества. Это связанные заряды, они не могут свободно перемещаться по объему диэлектрика. В каждой точке диэлектрика имеются положительные и отрицательные заряды, связанные с ядрами и электронами атомов. Будем считать, что рассматриваемый диэлектрик имеет форму неоднородной пластины толщиной.
