Elektrostatinis laukas aplinkoje su dielektrikais. Dielektrikų poliarizacija ir jos molekulinis aiškinimas
Dielektrikuose nėra laisvųjų krūvininkų, galinčių veikiant laukui judėti makroskopiniais atstumais. Dielektriką sudarančios molekulės yra neutralios, tačiau sudarytos iš elektringųjų dalelių – protonų ir elektronų, įeinančių į atomų struktūras. Dielektrike sudarius elektrinį lauką atsiranda jėgų, veikiančių teigiamuosius krūvius lauko kryptimi, o neigiamuosius – prieš lauko kryptį. Šioms jėgoms veikiant molekulės šiek tiek pakinta, nes į jų sudėtį įeinančios elektringosios dalelės truputį paslenka, dėl to molekulių teigiamų ir neigiamų krūvių centrai nebesutampa. Sakoma, kad molekulės tampa dipoliais. Paprasčiausias yra taškinis dipolis, kurį sudaro du lygių modulių, bet priešingų ženklų taškiniai krūviai +q ir -q, atstumas tarp kurių yra l (30 pav.). l vadinamas dipolio petimi.
Pagrindinė dipolio charakteristika yra jo elektrinis dipolinis momentas p=ql. Jo SI vienetas yra 1 C×1m=1 C×m. Sutarta atstumą tarp krūvių l laikyti vektoriumi, kurio kryptis yra nuo neigiamo krūvio į teigiamą (30 pav.). Tada elektrinio dipolinio momento vektorius
(1.79)
 |
Išoriniame vienalyčiame elektriniame lauke esantį dipolį veikia jėgų pora, kurios momento modulis
o vektorius
(1.80)
Čia j – kampas tarp vektorių 
ir 
(31 pav.). Momentui 
veikiant dipolis stengiasi pasisukti taip, kad jo dipolinis momentas būtų lygiagretus su išorinio lauko stiprio vektoriumi 
.
Yra dviejų rūšių dielektrikai. Vienų dielektrikų molekulės nėra dipoliai kol nėra išorinio elektrinio lauko (tai nepoliniai dielektrikai), o kitų dielektrikų molekulės esti dipoliai ir be išorinio lauko (tai poliniai dielektrikai). Nepoliniam dielektrikui patekus į elektrinį lauką, molekulės tampa dipoliais, kurių dipoliniai momentai orientuoti lauko kryptimi (32 pav., a). Esant poliniam dielektrikui laukas stengiasi orientuoti jo molekulių dipolinius momentus lygiagrečiai su lauku. Tam trukdo šiluminis judėjimas, todėl pasiekiama tik dalinė (paprastai visai nedidelė) orientacija (32 pav., b, kuriame dėl vaizdumo orientacijos laipsnis labai padidintas). Ir vienu, ir kitu atvejais teigiamieji krūviai šiek tiek paslenka lauko kryptimi, o neigiamieji – prieš lauką. Šis vyksmas vadinamas dielektrikų poliarizacija.