Продовживши наш аналіз, ми виявимо, що ідея про провідні й непровідні ділянки не така вже й суттєва. Будь-яка з маленьких кульок діє як диполь, момент якого створюється зовнішнім полем. Для розуміння діелектриків суттєвою є ідея про те, що в матеріалі збуджується безліч маленьких диполів. Чому вони збуджуються — чи то тому, що в матеріалі є провідні кульки, чи то з якихось інших причин — абсолютно несуттєво.
Чому поле повинне індукувати дипольний момент в атома, хоча атом не є провідною кулькою? Ми обговоримо це питання значно докладніше в наступному розділі, який буде присвячений внутрішньому механізму діелектричних матеріалів. А зараз ми наведемо лише один приклад, тільки щоб проілюструвати можливий механізм. Атом має ядро з позитивним зарядом, оточене негативними електронами. В електричному полі ядро притягується в один бік, а електрони в інший. Орбіти або густини ймовірності електронів (або якась інша картина, що використовується в квантовій механіці) дещо викривляються (фіг. 10.4); центр ваги негативних зарядів зміститься і більше не збігатиметься з позитивним зарядом ядра. Ми вже обговорювали такий розподіл заряду. Якщо поглянути на нього здалеку, то подібна нейтральна конфігурація в першому наближенні еквівалентна маленькому диполю.
Якщо поле не надто велике, природно вважати величину індукованого дипольного моменту пропорційною полю. Іншими словами, невелике поле змістить заряди трішки, а сильніше поле розсуне їх далі — пропорційно величині поля, поки зміщення не стане надто великим. До кінця цього розділу ми вважатимемо, що дипольний момент точно пропорційний полю.
Припустімо тепер, що в кожному атомі заряди q розділені проміжком δ, так що qδ є дипольним моментом одного атома. (Ми пишемо δ, тому що d вже використано для позначення відстані між пластинами.) Якщо в одиниці об'єму є N атомів, то дипольний момент в одиниці об'єму дорівнює Nqδ. Цей дипольний момент в одиниці об'єму ми запишемо у вигляді вектора Р. Немає потреби підкреслювати, що він лежить у напрямку всіх окремих дипольних моментів, тобто в напрямку зміщення зарядів δ:
Чому поле повинне індукувати дипольний момент в атома, хоча атом не є провідною кулькою? Ми обговоримо це питання значно докладніше в наступному розділі, який буде присвячений внутрішньому механізму діелектричних матеріалів. А зараз ми наведемо лише один приклад, тільки щоб проілюструвати можливий механізм. Атом має ядро з позитивним зарядом, оточене негативними електронами. В електричному полі ядро притягується в один бік, а електрони в інший. Орбіти або густини ймовірності електронів (або якась інша картина, що використовується в квантовій механіці) дещо викривляються (фіг. 10.4); центр ваги негативних зарядів зміститься і більше не збігатиметься з позитивним зарядом ядра. Ми вже обговорювали такий розподіл заряду. Якщо поглянути на нього здалеку, то подібна нейтральна конфігурація в першому наближенні еквівалентна маленькому диполю.Якщо поле не надто велике, природно вважати величину індукованого дипольного моменту пропорційною полю. Іншими словами, невелике поле змістить заряди трішки, а сильніше поле розсуне їх далі — пропорційно величині поля, поки зміщення не стане надто великим. До кінця цього розділу ми вважатимемо, що дипольний момент точно пропорційний полю.
Припустімо тепер, що в кожному атомі заряди q розділені проміжком δ, так що qδ є дипольним моментом одного атома. (Ми пишемо δ, тому що d вже використано для позначення відстані між пластинами.) Якщо в одиниці об'єму є N атомів, то дипольний момент в одиниці об'єму дорівнює Nqδ. Цей дипольний момент в одиниці об'єму ми запишемо у вигляді вектора Р. Немає потреби підкреслювати, що він лежить у напрямку всіх окремих дипольних моментів, тобто в напрямку зміщення зарядів δ:
Зображення
Взагалі кажучи, Р буде змінюватися в діелектрику від точки до точки. Але в кожній точці Р пропорційний електричному полю Е. Константа пропорційності, яка визначається тим, наскільки легко можна змістити електрон, залежить від сорту атомів у матеріалі.
Про те, що дійсно визначає поведінку цієї константи і ступінь її сталості для великих полів, а також про те, що відбувається всередині різних матеріалів, ми поговоримо пізніше. А поки що ми просто припустимо, що існує якийсь механізм, завдяки якому індукується дипольний момент, пропорційний електричному полю.
Про те, що дійсно визначає поведінку цієї константи і ступінь її сталості для великих полів, а також про те, що відбувається всередині різних матеріалів, ми поговоримо пізніше. А поки що ми просто припустимо, що існує якийсь механізм, завдяки якому індукується дипольний момент, пропорційний електричному полю.