2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 свободные и связанные заряды
Сообщение22.06.2013, 17:50 


23/10/12
713
В чем различие и в чем сходство между свободными и связанными зарядами в диэлектрике?
тут опечатка? в диэлектрике же только связанные заряды присутствуют?

 Профиль  
                  
 
 Re: свободные и связанные заряды
Сообщение22.06.2013, 17:51 
Заслуженный участник


28/12/12
7946
randy в сообщении #739441 писал(а):
тут опечатка? в диэлектрике же только связанные заряды присутствуют?
Не обязательно. Можно и свободных туда насовать, например, электронным пучком.

 Профиль  
                  
 
 Re: свободные и связанные заряды
Сообщение22.06.2013, 18:28 


23/10/12
713
Дак а в чем тогда различие? Со свободными внутреннее поле равно нулю, а со связанными оно ослаблено (ненулевое)?

 Профиль  
                  
 
 Re: свободные и связанные заряды
Сообщение22.06.2013, 18:30 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
randy
Вот поэтому лучше называть свободные заряды сторонними (как это делается в ЛЛ). Связанные заряды так же часто называют поляризационными. Такие названия больше отражают суть происходящего.

 Профиль  
                  
 
 Re: свободные и связанные заряды
Сообщение23.06.2013, 03:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Формально говоря, разница между ними, действительно, условна. В диэлектрике есть некоторые места с преобладанием зарядов того или другого знака. Они все служат источниками электрического поля: $\operatorname{div}\mathbf{E}=4\pi(\rho_\text{своб}+\rho_\text{связ})=4\pi\rho_\Sigma.$ И дальше, некоторым произволом вводится поле поляризации $\mathbf{P},$ после чего считается, что $\operatorname{div}\mathbf{P}=-\rho_\text{связ}.$ Например, можно постулировать, что диэлектрик линеен, и $\mathbf{P}=\chi\mathbf{E},$ но в принципе, никто не заставляет это делать. Даже условие $\mathbf{P}=\mathbf{P}(\mathbf{E}),$ вообще говоря, соблюдать не обязательно.

Фактически, могут быть экспериментальные ситуации, когда мы "сторонние" заряды можем контролировать, и могут быть ситуации, когда мы их контролировать не можем. Например, если мы окружаем диэлектрик зарядами только извне, то ясно, что все заряды, которые возникают в его объёме, - результат поляризации. То же будет, если мы вносим заряды в объём диэлектрика только формально, а фактически - например, вносим изолированные малые заряды в жидкий диэлектрик, или в просверленные узкие отверстия в твёрдом диэлектрике. Но если мы, например, вносим заряды в диэлектрик электронным пучком, то дальше мы не имеем контроля над тем, что с электронами случится в объёме диэлектрика. Скажем, внесённый электрон может занять место в атоме, вытеснив другой электрон, тот - займёт место в соседнем атоме, и так далее, на существенное расстояние. Это можно считать как то, что внесённый электрон - задаёт $\rho_\text{своб},$ а смещённые им "коренные" электроны - некоторое распределение $\rho_\text{связ}.$ И в то же время, этот процесс эффективно эквивалентен (квази)свободному перемещению электрона по объёму диэлектрика. Можно считать, что $\rho_\text{связ}=0$ (при пренебрежении поляризацией диэлектрика), а $\rho_\text{своб}$ в объёме распределён иначе. Более того, квантовая механика, с её законом неразличимости частиц, вынуждает нас признать эти два описания в точности относящимися к одной физической ситуации. Аналогично, например, проводник (пока он электрически изолирован) можно считать предельной разновидностью диэлектрика с бесконечной (в статике) диэлектрической проницаемостью.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group