Свободные и связанные заряды

[Solaris86]

Фрагмент из Сивухина "Общий курс физики. Том 3. Электричество"
danielle cohn pics
Я не могу понять про свободные заряды в диэлектрике: в одних источниках пишут, что их нет, а тут пишут, что могут быть.

[arseniiv]

В идеальном диэлектрике их нет, но реальные от него более или менее отличаются (даже вакуум не является идеальным диэлектриком, потому что при определённой напряжённости поля в нём начнут рождаться пары сначала электронов и позитронов, а потом и более тяжёлых частиц, если до того дело дойдёт). Когда вещество находится в тепловом равновесии, то даже при комнатной температуре некоторая доля его частиц может иметь достаточные скорости, чтобы ионизировать другие частицы и порождать свободные заряды. Ионизировать вещество может и радиационный фон. Наконец в любой полярный жидкий диэлектрик (типа дистиллированной воды) можно подмешать немножечко ионного кристалла, растворимого в нём (типа поваренной соли), и получить «чуть более проводящий диэлектрик».

[wrest]

arseniiv
Я думаю тут имелся в виду случай когда на незаряженный диэлектрик подсадили электрон. Станет ли этот электрон свободным?

[DimaM]

wrest в сообщении #1460307 писал(а):

Я думаю тут имелся в виду случай когда на незаряженный диэлектрик подсадили электрон. Станет ли этот электрон свободным?

В смысле теоремы Гаусса (который обычно употребляется при разговоре об электростатике диэлектриков) - да, станет свободным.

[Solaris86]

DimaM в сообщении #1460327 писал(а):

wrest в сообщении #1460307 писал(а):

Я думаю тут имелся в виду случай когда на незаряженный диэлектрик подсадили электрон. Станет ли этот электрон свободным?

В смысле теоремы Гаусса (который обычно употребляется при разговоре об электростатике диэлектриков) - да, станет свободным.

Что значит в смысле теоремы Гаусса?
В некоторых формулировках встречаются ещё и поляризационные заряды...
В веществе есть атомы и молекулы, где зарядами являются ядра атомов и электроны.
Вопрос: где критерий между свободными и связанными зарядами? И поляризационные заряды - это то же самое, что и связанные?
И почему во фрагменте выше указано, что в проводниках все заряды свободные, когда я сильно сомневаюсь, что электроны с внутренних орбиталей будут участвовать в движении? Или речь про идеальный проводник, где все электроны являются свободными?
Где искать ответы на эти простые вопросы?

[DimaM]

Solaris86 в сообщении #1460339 писал(а):

Что значит в смысле теоремы Гаусса?

$$\displaystyle\oint{\bf D}\cdot d{\bf S}=4\pi Q_{\mbox{free}}.$$

Solaris86 в сообщении #1460339 писал(а):

В некоторых формулировках встречаются ещё и поляризационные заряды...

Есть, тогда слева будет стоять $E$ вместо $D$, а справа - полный заряд (сумма свободного и поляризационного).

-- 05.05.2020, 20:13 --

Solaris86 в сообщении #1460339 писал(а):

Вопрос: где критерий между свободными и связанными зарядами?

Неформально примерно так: пусть по вещества распределены свободные и связанные (поляризационные) заряды. Если мы вырежем кусок и унесем, его заряд будет равен сумме свободных зарядов, попавших внутрь.
Формально

$$\operatorname{div}{\bf D}=4\pi\rho_{\mbox{free}},\quad \operatorname{div}{\bf E}=4\pi(\rho_{\mbox{free}}+\rho_{\mbox{pol}}),\quad \operatorname{div}{\bf P}=\rho_{\mbox{pol}}.$$

Здесь $D$ - электростатическая индукция, $E$ - электрическое поле, $P$ - вектор поляризации. Все в системе СГС.

Solaris86 в сообщении #1460339 писал(а):

И поляризационные заряды - это то же самое, что и связанные?

По-моему, да.

Solaris86 в сообщении #1460339 писал(а):

Где искать ответы на эти простые вопросы?

Попробуйте здесь (разделы 2.3-2.4).