基本介紹
- 中文名:有極分子
- 外文名:polar molecule
- 領域:電磁學
- 特徵:有固定的電偶極矩
- 舉例:水
- 相關名詞:無極分子
簡介,電介質,定義,分類,無極分子和有極分子的區別,電介質的極化,無極分子的位移極化,有極分子的取向極化,
簡介
![有極分子 有極分子](/img/f/0fd/gNkVDZiNWY3E2Y3Q2MmdDMhRDZwYWZiJjM1ATO3YWOwMjM2QDNhFjMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
電介質
定義
所謂電介質,就是通常所說的由大量電中性的分子組成的絕緣體。
在靜電場中平衡時:
1.內部電場強度不為零;
2.電介質表面出現極化電荷。
電介質出現極化電荷的現象,稱為電介質極化。
若把電介質放入靜電場中,電介質原子中的電子和原子核在電場力的作用下,在原子範圍內作微觀的相對位移。在外電場中電介質要受到電場的影響,同時也影響外電場。
分類
電介質可分為無極分子和有極分子。
無極分子和有極分子的區別
![有極分子 有極分子](/img/d/236/QZjNzN4EWNzAjNjVTMzcjYxYjNlhzMkVWNmRmM5ITYzYWMwYWZlVTOvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
無極分子的等效電偶極矩:
![](/img/9/b0e/wZ2NnLygjN0cjM3kjYlJTO0EWYwU2M4QWOykTM1MjY3gjN1EzLhxWdtJ3bm9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
無極分子電介質整體也是呈中性的。
![有極分子 有極分子](/img/a/64c/AZ0MjNmV2NhZzY2cjZlJWO1UzN2kTO5ETNzUDOyYTNkJzYmRDM1EWOvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
有極分子的等效電偶極矩:
![](/img/1/6e8/wZ2NnLlVGZxUmY5U2NjZTNmZmMxMjY2kTOlNTY4IzY3EDN3Q2LhxWdtJ3bm9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
整個電介質可以看成是無數的點偶極子的聚集體。雖然每個分子的等效點偶極矩不為零,但不管從電介質整體來看,還是從電解質的某一小體積來看,電解質是呈中性的。
![有極分子 有極分子](/img/6/55a/QNwI2NlVGN5QTNjhjZ4YmYhlzM3MmMiFWYmRmZ2EDZ5IWMlNmZlZTYvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
電介質的極化
無極分子的位移極化
加上外電場後,在電場力作用下電介質分子的正負電荷中心不再重合,形成一個電偶極子,它們的等效電偶極矩P的方向都沿著電場的方向。
![有極分子 有極分子](/img/4/960/AOyITM1QzNiRzYiVWOxgjYxETY4kTO0EzMjZWY2MzNmBjZ4cjZ0IDMvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
電介質的兩個和外電場強度 相垂直的表面層里,將分別出現正電荷和負電荷。這些電荷不能離開介質,也不能在電介質中自有移動,我們稱之為極化電荷。這種在外電場作用下,在電介質中出現極化電荷的現象叫做電介質的極化。
由於無極分子的極化在於正、負電荷中心的相對位移,所以常叫做位移極化。
有極分子的取向極化
無外電場時,有極分子電偶極矩取向不同,整個介質不帶電。
在外電場中有極分子的固有電矩要受到一個力矩作用,電矩方向轉向和外電場方向趨於一致。
![有極分子 有極分子](/img/3/77c/QNzUmZ4MDOygDM3AjZyUTOiNzNhF2NlBjY4ETYxAzN4MWMzIGNkFGOvMWaw9SbvNmLz9mYlNmYu4GZj5yZtl2ai9yL6MHc0RHa.jpg)
有極分子的極化就是等效電偶極子轉向外電場的方向,所以叫做取向極化。
一般來說,分子在取向極化的同時還會產生位移極化,但是,對於有極分子電介質來說,在靜電場作用下,取向極化的效應比位移極化的效應強得多,所以有極分子的極化機理是取向極化。
上面從分子的結構出發,說明了兩類不同的電介質的極化過程,這兩類電介質極化的微觀過程雖然不同,但巨觀的效果卻是相同的,都是在電介質的兩個相對表面上出現了異號的極化電荷,在電介質內部有沿電場方向的電偶極矩。