10-sinf Fizika dars ishlanma. Zaryadlangan sharning elektr maydoni. Dielektrik singdiruvchanlik

10-sinf fizika darsligi asosida 31-mavzu: Zaryadlangan sharning elektr maydoni. Dielektrik singdiruvchanlik Radiusi R ga teng bo'lgan elektr o'tkazuvchi shar q zaryad bilan zaryadlangan bo'lsin (7.5-a rasm). Zaryadlangan bunday shar (sfera) ning hosil qilayotgan elektr maydon kuchlanganligini uning markazida, sirtida va undan tashqarisida aniqlaylik. Buning uchun biz dastlab q zaryadni sirt bo'ylab tekis taqsimlangan bir qancha bir xil miqdordagi zaryadlarga ajratamiz, ya'ni q=q1+q2+q3++q'1+q'2 +q'3 Har qanday miqdori bir xil bo'lgan q1 va q'1 kabi zaryadlarning sharning markazidagi natijaviy maydoni kuchlanganligi superpozitsiya prinsipiga ko'ra nolga teng bo'ladi Demak, zaryadlangan sferaning ichida maydon kuchlanganligi nolga teng bo'ladi. Shardan tashqarida undan r masofada joylashgan ixtiyoriy A nuqtadagi maydon kuchlanganligini topaylik. OA chiziqqa simmetrik joylashgan q2 va q'2 zaryadlar juftini ajratib olaylik. Bu zaryadlar Or o'qi boylab yo'nalgan o'qda kuchlanganlik hosil qiladi. Demak, shar tashqarisidagi nuqtadagi maydon kuchlanganligining kuch chiziqlari, shar markaziga qo'yilgan musbat zaryadlangan nuqtaviy zaryad maydonining kuch chiziqlari bilan mos tushadi (7.5-b, rasm). Zaryadlangan sharning sirtidagi elekrt maydon kuchlanganligi quyidagicha aniqlanadi. Zaryadlangan shar tashqarisidagi nuqtada hosil qilingan maydon kuchlan ganligi bilan nuqtaviy zaryad hosil qilgan maydon bir xilligidan shar tashqarisidagi (r ≥ R) nuqtada hosil qilingan maydon kuchlanganligini quyidagi formuladan hisoblash mumkin: Bunga ko'ra shar sirtidan uzoqlashgan sari maydon kuchlanganligi masofa kvadratiga teskari proporsional ravishda kamayib boradi (7.5-c rasm). Elektr maydon kuchlanganligi maydon hosil qiluvchi zaryad joylashgan muhitning xossalariga bog'liq. Qarama-qarshi ishorada zaryadlangan ikkita plastina oralig'iga dielektrik kiritilgan holni qaraylik (7.6-rasm). Dielektrikda erkin elektronlar juda kam. Asosiy elektronlar atom elektron qobigida joylashadi. Plastinadagi elektr zaryadlarining maydoni ta'sirida elektron qobiq deformatsiyalanadi. Natijada atomdagi musbat va manfi y zaryadlarning markazlari ustma-ust tushmaydi. Bu hodisaga dielektrikning qutblanishi deyiladi. Qutblangan atomlar (molekulalar) ning hosil qilgan maydon kuchlanganligi E →' , asosiy maydon kuchlanganligi E → 0 ga qarama-qarshi yo'nalgan bo'ladi. Natijada umumiy maydon E → = E → 0 - E →' gacha susayadi. Dielektrik tufayli maydonning necha marta susayganligini ko'rsatadigan kattalikka dielektrikning dielektrik singdiruvchanligi deyiladi: U holda, dielektrik ichida joylashtirilgan nuqtaviy zaryaddan r masofada turgan nuqtadagi maydon kuchlanganligi ham ε marta kamayadi: Shuningdek, bir jinsli dielektrik ichida joylashgan nuqtaviy zaryadlar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi vakuumdagi ta'sir kuchidan ε marta kichik bo'ladi va bu ta'sir kuchi quyidagi ifoda yordamida hisoblanadi: Dielektrik singdiruvchanlik o'lchamsiz kattalikdir. ...