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: YandexBot [bot]


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