Har qanday molekula, natijaviy zaryadi nolga teng bo`lgan sistemadan iborat. Bunga elektr dipol misol 17.1-rasm bo`laoladi.
17.1-rasm
Elektr maydoni atom va molekulalardagi bog’langan zaryadlarga ham ma`lum darajada ta`sir ko`rsatadi. Bu holni dipol misolida ko`raylik. Agar elektr maydoni bir jinsli bo`lsa, zaryadlarga ta`sir qiluvchi kuchlar
(17.1)
son jihatidan o`zaro teng bo`lib, dipolga
M=F cos=qE cos=rEcos (17.2)
juft kuch momenti ta`sir etadi.
Agar maydon bir jinsli bo`lmasa, dan tashqari dipolga + + - = kuch ta`sir etib, bu kuch dipolni kuchlanganlik yo`nalgan tomonga qarab harakatga keltiradi. Kuch momenti esa dipol momenti r ni tashqi maydon kuchlanganligi E ning yo`nalishi bo`ylab joylashtiradi.
Dielektriklarni tashkil qilgan molekulalarni elektr dipoliga qiyoslash mumkin. Dipolning musbat zaryadi, yadro zaryadlarining yig’inisiga teng bo`lib, u musbat zaryadlar markaziga joylashgan, manfiy zaryadi elektronlar zaryadining yig’indisiga teng bo`lib, u manfiy zaryadlar markaziga joylashgan.
Agar musbat zaryadlarning markazi manfiy zaryadlar markazi bilan ustma-ust tushsa, molekulani qutbsiz, aksincha bo`lsa, bunday molekulani qutbli molekula deyiladi. Qutbsiz molekulalarga N2, O2, N2 (simmetrik), qutbli molekulalarga SO, NH3, H2O, SO2 (simmetrik bo`lmagan) lar misol bo`la oladi.
Tashqi elektr maydoni ta`sirida qutbsiz molekula zaryadlari bir-biriga nisbatan siljiydi; musbat zaryadlar maydon yo`nalishida, manfiy zaryadlar esa qarama-qarshi yo`nalishda siljiydi. Natijada, molekula r dipol momentiga ega bo`ladi, aksincha r = 0 (ya`ni = 0). Demak, maydon ta`sirida molekula qutblanadi. Bu qutblanish elektron orbitalarining yadroga nisbatan siljishi natijasida sodir bo`layotganligi uchun deformatsion qutblanish (elektron qutblanish) va bunday molekulani esa elastik dipol deb ataladi.
qutbli molekulalardan iborat bo`lgan dielektriklar elektr maydoni ta`siriga uchramaguncha, ular molekulalarining dipol momentlari tartibsiz yo`nalgan bo`laganligi tufayli, natijaviy dipol moment vektori ri = 0 nolga teng bo`ladi. SHuning uchun = 0 bo`lsa, dielektrik ichida xususiy elektr maydoni bo`lmaydi. Bu dielektrik, elektr maydonga joylashtirilsa, uning molekulalari maydon yo`nalishida buriladi va ularning r dipol momentlari maydon bo`ylab joylashadi. r ning qiymati ga bog’liq emas, shuning uchun qutbli molekulalarni noelastik dipol deb yuritiladi. Bunday qutblanish orientatsion qutblanish yoki dipol qutblanish deyiladi va u temperaturaga teskari proporsional ravishda kamayadi. chunki temperatura ortishi bilan dipollarning xaotik harakati kuchayib, tartib buziladi.
Uchinchi guruh dielektriklarga NaCl, KCl, Kbr, ... kristallari kiradi. Ularning molekulalari ion tuzilishiga ega. Tashqi elektr maydon bunday dielektriklarda musbat ionlarni maydon yo`nalishida, manfiy ionlarni esa maydonga teskari yo`nalishda siljitadi. Bunday qutblanishni ionli qutblanish deyiladi.
Qutblanish vektori. Dielektrik qabul qiluvchanlik va uning temperaturaga bog’liqligi
Dielektrikning qutblanish darajasini xarakterlash uchun qutblanish vektori deb ataladigan kattalik qo`llaniladi.
Qutblanish vektori deganda dielektriklarning birlik hajmidagi barcha dipollar elektr momentlarining vektor yig’indisi tushuniladi.
Bir jinsli bo`lmagan dielektriklarda, uning istalgan biror nuqtasidagi qutblanish vektori to`g’risida fikr yuritish mumkin. Buning uchun shu nuqta atrofida elementar V hajm ajratamiz. Bu hajm ichidagi barcha dipollar momentlarining vektor yig’indisini shu V hajmga nisbati,
(17.3)
dielektrikning qutblanish vektorini ifodalaydi.
Tajribalarni ko`rsatishicha, izotrop dielektriklarda qutblanish vektori bilan maydon kuchlanganligi (agar juda katta bo`lmasa) orasidagi quyidagicha bog’lanish bor.
= 0 (17.4)
- dielektrikning tabiatini ifodalaydigan musbat o`lchamsiz ( > 0) kattalik bo`lib, uni dielektrik qabul qiluvchanlik deyiladi. U ga bog’liq emas. Qutbsiz molekulalardan tashkil topgan dielektriklarning temperaturaga bog’liq emas, qutbli dielektriklarniki esa temperaturaga 1/T kabi bog’langan bo`ladi (rasm-17.2). Ko`pchilik dielektriklarning si birdan uncha katta emas, lekin spirt uchun = 25 va suv uchun esa = 80 ga teng.
Qutbsiz dielektriklar uchun (17.4) formula =n0 e=n00 ko`rinishda yoziladi, uni (17.4) formulaga taqqoslab = n0 ekanligini ko`ramiz, bunda = 4R3 - atomning qutblanuvchanligi deyiladi. Qutbli dielektriklarda esa (17.3) formula quyidagi ko`rinishda yoziladi.
= n0 < e>,
bunda
Do'stlaringiz bilan baham: |