В зовнішньому полі полярні молекули переорієнтовуються, і діелектрик поляризується.
Діелектрик із симетричними молекулами у зовнішньому полі теж поляризується, бо має місце зміщення ядер в один бік, а електронних оболонок в інший.
Найважливішим результатом поляризації діелектриків є зменшення сили взаємодії зарядів у діелектричних середовищах у порівнянні з їх взаємодією у вакуумі. Наприклад, у воді таке зменшення близьке до 80 разів. Причина такого явища - “втручання” полярних молекул води у взаємодію зарядів.
Занурені у воду два тіла із зарядами Q і q орієнтують диполі води так, що у сфері радіусом R¢еф., що трохи більша за сферу R, результуючий заряд Q′ буде менше за Q, оскільки позитивний заряд Q атому Na буде компенсуватись від¢ємними зарядами молекул води.
навколо заряду q. Застосуємо
закон Кулона для обчислення
сили взаємодії зарядів у воді,
q´
коли їх заряди сталі Q¢ та q¢
. Q¢ та q¢ - ефективні заряди
Однак такий підхід визначення сили взаємодії незручний тим, що в іншому діелектрику ефективні заряди Q¢¢ та q¢¢ будуть іншими і т.д.
Зручніше ввести у закон Кулона в знаменник “понижуючий” коефіцієнт. Це не що інше, як e - діелектрична проникність. e - показує, у скільки разів діелектрик ослаблює взаємодію зарядів порівняно з вакуумом
.
Оскільки відомо, що один заряд діє на інший, створюючи навколо себе електричне поле напруженістю, то, аналізуючи ослаблення взаємодії зарядів у середовищі, дійдемо висновку, що діелектрик зменшує напруженість поля, яке б було у вакуумі .
4. Механізм поляризації діелектриків.
Типовими для діелектриків є три механізми поляризації.