Hà Giang THPT Chuyên Hà Giang Bài toán cơ nhiệt 80

2.2. Chất điện môi phân cực, gồm các phân tử có momen lưỡng cực điện xác định (pe = const).

Trong điện trường ngoài đều, các lưỡng cực điện chịu tác dụng của momen ngẫu lực  = [ pe  E ] làm cho chúng định hướng theo chiều của E . Ở T = 0K ngay với điện trường yếu, tất cả các lưỡng cực điện đều định hướng theo chiều của điện trường. Tuy nhiên, khi T  0 K, năng lượng nhiệt của các lưỡng cực điện có thể làm cho chúng quay đi một góc nào đó so với chiều của điện trường ngoài. Khi đó, nhìn chung các lưỡng cực điện định hướng có tự hơn theo hướng ưu tiên dọc theo chiều của điện trường. Mức độ trật tự của sự sắp xếp các lưỡng cực điện quyết định đến độ lớn của momen điện tổng cộng của chất điện môi. Như vậy, khi đặt chất điện môi phân cực vào trong một điện trường ngoài, momen điện tổng cộng xuất hiện khi có độ lớn phụ thuộc vào nhiệt độ.

3. Vectơ phân cực.

Để đặc trưng cho sự phân cực của một chất điện môi, người ta dùng một đại lượng vật  lí, được gọi là vectơ phân cực. Vectơ phân cực p của một chất điện môi được định nghĩa là momen lưỡng cực điện của một đơn vị thể tích chất điện môi. Nếu chất điện môi có thể tích bằng V trong đó chứa N nguyên tử (hay phân tử), thì P  V 1   N li Pei (1) trong đó P là momen lưỡng cực điện của nguyên tử (phân tử) thứ i. Nếu chất điện môi là đồng nhất, và độ dịch chuyển của các điện tích là như nhau ở mọi  điểm, vectơ phân cực p có cùng độ lớn và cùng chiều tại mọi điểm của chất điện môi. Sự phân cực như vậy được gọi là sự phân cực đều. Với cả hai cơ chế phân cực vừa nói đến ở trên, ta thấy: trong điện trường ngoài, mỗi phân từ có thể xem như một lưỡng cực điện với momen lưỡng cực điện. = q (2) Ở trong thể tích chất điện môi, các điện tích dương và âm triệt tiêu lẫn nhau. Chỉ có hai mặt đối diện dọc theo phương của điện trường, hiệu ứng dịch chuyển đó mới được thể hiện bởi sự xuất hiện của các điện tích phân cực mặt ngoài. Các điện tích đó liên kết chặt với các

ei d

pe d