46. ÄÈÝËÅÊÒÐÈÊÈ Â ÝËÅÊÒÐÎÑÒÀÒÈ×ÅÑÊÎÌ ÏÎËÅ. ÄÂÀ ÂÈÄÀ ÄÈÝËÅÊÒÐÈÊÎÂ
Èçîëÿòîð, èëè äèýëåêòðèê, ñîñòîèò èç íåéòðàëüíûõ â öåëîì àòîìîâ èëè ìîëåêóë. Ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû (òî÷íåå, ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííûå ÷àñòèöû: ýëåêòðîíû è ÿäðà) â íåéòðàëüíîì àòîìå ñâÿçàíû äðóã ñ äðóãîì è íå ìîãóò, ïîäîáíî ñâîáîäíûì çàðÿäàì ïðîâîäíèêà, ïåðåìåùàòüñÿ ïîä äåéñòâèåì ïîëÿ ïî âñåìó îáúåìó âåùåñòâà.
Ðàçëè÷èå â ñòðîåíèè ïðîâîäíèêîâ è äèýëåêòðèêîâ ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî îíè ïî-ðàçíîìó âåäóò ñåáÿ â ýëåêòðîñòàòè÷åñêîì ïîëå.
Ðèñ. 115
Ðèñ. 116
Ðèñ. 117
Ðèñ. 118
Ðèñ. 119
Ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå ïîëå ìîæåò ñóùåñòâîâàòü âíóòðè äèýëåêòðèêà, è ïðè ýòîì äèýëåêòðèê îêàçûâàåò íà íåãî îïðåäåëåííîå âëèÿíèå.
Ñ ïîìîùüþ ïðîñòîãî îïûòà ìîæíî óáåäèòüñÿ â òîì, ÷òî íåçàðÿæåííûé äèýëåêòðèê ìîæåò ñîçäàâàòü ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. Íà ðèñóíêå 115 âû âèäèòå çàðÿæåííûé ýëåêòðîìåòð ñ ìåòàëëè÷åñêèì äèñêîì íà êîíöå ñòåðæíÿ. Åñëè ê äèñêó òàêîãî ýëåêòðîìåòðà ïîäíåñòè çàðÿæåííûé äèýëåêòðèê, íàïðèìåð òîëñòîå ñòåêëî, òî ñòðåëêà ýëåêòðîìåòðà ïðèáëèçèòñÿ ê ñòåðæíþ (ðèñ. 116). Ýòî ìîæåò ïðîèçîéòè òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè ïîìåùåííûé â ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå çàðÿæåííîãî äèñêà äèýëåêòðèê ñàì ñîçäàåò ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. Ýòî ïîëå âëèÿåò íà ðàñïðåäåëåíèå çàðÿäà â ñòåðæíå ýëåêòðîìåòðà, óìåíüøàÿ çàðÿä ñòðåëêè è ñòåðæíÿ è óâåëè÷èâàÿ ñîîòâåòñòâåííî çàðÿä äèñêà.
Ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà íåéòðàëüíûõ àòîìîâ è ìîëåêóë. ×òîáû ïîíÿòü, êàê íåçàðÿæåííûé äèýëåêòðèê ñîçäàåò ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, íàäî ñíà÷àëà ïîçíàêîìèòüñÿ ñ ýëåêòðè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè íåéòðàëüíûõ àòîìîâ è ìîëåêóë.
Àòîìû è ìîëåêóëû ñîñòîÿò èç ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö — ÿäåð — è îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö — ýëåêòðîíîâ. Íà ðèñóíêå 117 èçîáðàæåíà ñõåìà ïðîñòåéøåãî àòîìà — àòîìà âîäîðîäà. Ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä àòîìà, çàðÿä åãî ÿäðà, ñîñðåäîòî÷åí â öåíòðå àòîìà. Ýëåêòðîí äâèæåòñÿ â àòîìå ñ áîëü
ñêîðîñòüþ. Îäèí îáîðîò âîêðóã ÿäðà îí äåëàåò çà î÷åíü ìàëîå âðåìÿ, ïîðÿäêà
ñ. Ïîýòîìó, íàïðèìåð, óæå çà
ñ îí óñïåâàåò ñîâåðøèòü ìèëëèîí îáîðîòîâ è, ñëåäîâàòåëüíî, ìèëëèîí ðàç ïîáûâàòü â äâóõ ëþáûõ òî÷êàõ
è 2, ðàñïîëîæåííûõ ñèììåòðè÷íî îòíîñèòåëüíî ÿäðà. Ýòî äàåò îñíîâàíèå ñ÷èòàòü, ÷òî â ñðåäíåì ïî âðåìåíè öåíòð ðàñïðåäåëåíèÿ îòðèöàòåëüíîãî çàðÿäà ïðèõîäèòñÿ íà ñåðåäèíó àòîìà, ò. å. ñîâïàäàåò ñ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûì ÿäðîì.
Îäíàêî òàê îáñòîèò äåëî íå âñåãäà. Ðàññìîòðèì ìîëåêóëó ïîâàðåííîé ñîëè
Àãîì íàòðèÿ èìååò âî âíåøíåé îáîëî÷êå îäèí âàëåíòíûé ýëåêòðîí, ñëàáî ñâÿçàííûé ñ àòîìîì. Ó õëîðà ñåìü âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ. Ïðè îáðàçîâàíèè ìîëåêóëû åäèíñòâåííûé âàëåíòíûé ýëåêòðîí íàòðèÿ çàõâàòûâàåòñÿ õëîðîì. Îáà íåéòðàëüíûõ àòîìà ïðåâðàùàþòñÿ â ñèñòåìó èç äâóõ èîíîâ ñ çàðÿäàìè ïðîòèâîïîëîæíûõ çíàêîâ (ðèñ. 118). Ïîëîæèòåëüíûé è
îòðèöàòåëüíûé çàðÿäû íå ðàñïðåäåëåíû òåïåðü ñèììåòðè÷íî ïî îáúåìó ìîëåêóëû: öåíòð ðàñïðåäåëåíèÿ ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà ïðèõîäèòñÿ íà èîí íàòðèÿ, à îòðèöàòåëüíîãî — íà èîí õëîðà.
Ýëåêòðè÷åñêèé äèïîëü. Íà áîëüøîì ðàññòîÿíèè îò ìîëåêóëû åå ìîæíî ïðèáëèæåííî ðàññìàòðèâàòü êàê ñîâîêóïíîñòü äâóõ òî÷å÷íûõ çàðÿäîâ, ðàâíûõ ïî ìîäóëþ è ïðîòèâîïîëîæíûõ ïî çíàêó, íàõîäÿùèõñÿ íà íåêîòîðîì ðàññòîÿíèè
äðóã îò äðóãà (ðèñ. 119). Òàêóþ íåéòðàëüíóþ â öåëîì ñèñòåìó çàðÿäîâ íàçûâàþò ýëåêòðè÷åñêèì äèïîëåì.
Äâà âèäà äèýëåêòðèêîâ. Äèýëåêòðèêè ìîæíî ðàçáèòü íà äâà âèäà:
ïîëÿðíûå, ñîñòîÿùèå èç ìîëåêóë, ó êîòîðûõ öåíòðû ðàñïðåäåëåíèÿ ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ çàðÿäîâ íå ñîâïàäàþò, è
íåïîëÿðíûå, ñîñòîÿùèå èç àòîìîâ èëè ìîëåêóë, ó êîòîðûõ öåíòðû ðàñïðåäåëåíèÿ ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ çàðÿäîâ ñîâïàäàþò. Ê ïîëÿðíûì äèýëåêòðèêàì îòíîñÿòñÿ ñïèðòû, âîäà è äð.; ê íåïîëÿðíûì — èíåðòíûå ãàçû, êèñëîðîä, âîäîðîä, áåíçîë, ïîëèýòèëåí è äð.