1.Поляризованность. Связь между р и е.

Количественной мерой поляризации диэлектрика является электрический дипольный момент единицы его объема. Если диэлектрик или внешнее поле неоднородны, то степень его поляризации в разных точках отлична, в этом случае для характеристики поляризации в данной точке выделяют мысленно физический бесконечно малый объем , в который входит эта точка, затем находят векторную сумму дипольных моментов всех молекул в этом объеме и берут отношение

Этот вектор называется поляризованностью диэлектрика. Он численно равен дипольному моменту единицы объема вещества.

Если известна концентрация молекул-диполей , то можно представить в виде: , где - средний дипольный момент одной молекулы.

Таким образом, .

В ионном кристалле все положительные заряды смещаются относительно отрицательных на величину . В объеме сместится заряд и появится дипольный момент , тогда поляризованность . Единицей поляризованности является, очевидно, .

Как показывает опыт, для большого класса диэлектриков и широкого круга явлений линейно зависит от напряженности поля в диэлектрике . Для изотропного диэлектрика и не слишком больших полей:

.

Существуют диэлектрики, в которых эта формула неприменима. Это некоторые ионные кристаллы и электреты, а также сегнетоэлектрики. У последних связь между и нелинейна и зависит от предыстории диэлектрика (имеет вид петли гистерезиса).

2.Закон Ампера.

Если проводник с током поместить в магнитное поле, то на каждый носитель заряда проводника действует магнитная сила . Действие этой силы передается проводнику, в результате чего на проводник действует сила со стороны магнитного поля.

Величину этой силы можно найти, если вначале вычислить силу, действующую на элемент длины проводника , а затем векторно сложить силы, действующие на все элементы провода, т. е. проинтегрировать по длине провода.

В объеме элемента провода находится носителей заряда, - их концентрация. Умножив силу, действующую на один носитель на число носителей в элементе длиною , получим силу, действующую на элемент :

. Здесь - сила, действующая на один носитель, усредненная по скорости движения в поле.

Т.к. , то:

это есть сила, действующая на элемент провода объемом , а, разделив на объем получим силу, действующую на единицу объема провода:

.

Для тонкого проводника направления и оси провода, т.е. вектора совпадают, поэтому , тогда:

.

Это есть закон Андре Ампера, определяющий силу, действующую на элемент проводника с током длиною со стороны магнитного поля. Модуль силы .

Сила, действующая на весь проводник с постоянным током равна, очевидно:

.

Применим закон Ампера для вычисления силы взаимодействия в вакууме двух параллельных бесконечно длинных прямых проводников с током, рис.6.5. Каждый элемент тока находится в поле, создаваемом током , равном:

, здесь . Тогда на единицу длины тока действует сила , т.е. то, что было сказано ранее.

Рис.6.5