Палярызацыя дыэлектрыкаў

З'ява, пры якім адбываецца ў дыэлектрыку абмежаванае па велічыні зрушэнне звязаных зарадаў, ці ж назіраецца паварот электрычных дыполяў, атрымала ў фізіцы назву палярызацыя дыэлектрыкаў. Працягу гэтага працэсу можа адбывацца або спантанна, у сілу ўнутраных прычын, ці ж пад уздзеяннем знешніх сіл, перш за ўсё, электрычных палёў.

Фізіка-матэматычнае адлюстраванне працэсу характарызуецца вектарам палярызацыі, што ўяўляюць сабой дыпольныя момант, які разглядаецца ў дачыненні да велічыні аб'ёму дыэлектрыка. Даволі часта ў фізічным кантэксце выкарыстоўваюць спрошчаны тэрмін - палярызацыя. Гэты параметр выкарыстоўваецца не толькі для адлюстравання макраскапічнага стану. Яго можна ўжываць для апісання любых з'яў, якія валодаюць ўласцівасцямі, якімі характарызуецца і палярызацыя дыэлектрыкаў.

Зыходзячы з гэтага сцвярджэння, можна сфармуляваць агульны прыкмета з'явы. Такі стан дыэлектрыка, пры якім у ім выяўляецца наяўнасць дыпольныя моманту ў кожным пункце яго аб'ёму, і характарызуе палярызацыя дыэлектрыкаў.

Разгляданая з'ява неадназначна па сваёй прыродзе. Адрозніваюць такія віды палярызацыі дыэлектрыкаў як навядзення, то ёсць якая ўзнікае пад уздзеяннем знешніх электрычных палёў, спантанная, якая ўтвараецца пры адсутнасці знешніх узбуджальнікаў палярызацыі, механічная (сегнетоэлектрика), якая фармуецца пры дзеянні механічных узбуджальнікаў, тэрмічная, якая ўзнікае пад дзеяннем ваганняў тэмпературы.

Асаблівасцю палярызацыі як фізічнага з'явы з'яўляецца тое, што яна практычна не ўплывае на велічыню сумарнага зарада аднастайнага дыэлектрыка, якую б кропку яго аб'ёму не абралі. У той жа час, пры палярызацыі адбываецца фарміраванне звязаных зарадаў на паверхні дыэлектрыка. Вось гэтыя зарады і з'яўляюцца крыніцамі дадатковага поля з некаторай напружанасцю, вектар якой накіраваны супраць вектара дзеянні вонкавага поля.

Важным у разгляданым пытанні выступае і класіфікацыя палярызацыі дыэлектрыкаў ў залежнасці ад саміх яе механізмаў. У гэтым аспекце вылучаюцца такія яе тыпы:

- міграцыйная характэрная для матэрыялаў, у структуры якіх маюцца выразна адрозныя пласты, якія валодаюць рознай праводнасцю. Такая палярызацыя характарызуецца запаволеным дзеяннем;

- электронная палярызацыя складаецца ў перамяшчэнні абалонак атамаў пад уплывам знешніх электрычных палёў. Гэта - самы хуткі тып палярызацыі;

- іённая характарызуецца тымі ж фактарамі, што і электронная, толькі ў гэтым выпадку адбываецца не зрушэнне абалонак атамаў, а перасоўванне вузлоў структуры крышталічнай рашоткі рэчываў;

- дыпольныя, ці як яе яшчэ называюць арыентацыйная палярызацыя характарызуецца значнымі стратамі, прычына якіх складаецца ў вялікіх выдатках энергіі на пераадоленне ўнутраных сувязяў у дыэлектрыку. Для арыентацыйнай палярызацыі дыэлектрыкаў характэрна з'ява строга пэўнай арыентацыі дыполяў;

- электронна-рэлаксацыйныя характарызуецца наяўнасцю такой жа пэўнай арыентацыі дэфектных электронаў;

- іённа-рэлаксацыйныя палярызацыя дыэлектрыкаў праяўляецца ў перамяшчэнні іёнаў, якія валодаюць слабымі ўнутранымі сувязямі і не замацаваныя устойліва ў вузлах крышталічных рашотак структуры рэчывы;

- структурная праяўляецца таксама ў пэўнай арыентацыі элементаў дыэлектрыка, але ў гэтым выпадку гэтымі элементамі выступаюць розныя прымешкі, якія змяшчае рэчыва дыэлектрыка. Гэтая палярызацыя працякае найбольш павольна;

- самаадвольная (спантанная) назіраецца ў дыэлектрыкаў з вельмі высокімі параметрамі пранікальнасці, іх называюць сегнетоэлектриками;

- рэзанансная характарызуецца супадзеннем частот электронаў дыэлектрыка з частотамі які ўздзейнічае на яго поля, адсюль, уласна, і такую назву.

Як правіла, ва ўсіх выпадках, акрамя рэзананснай палярызацыі, яе велічыня дасягае максімальных значэнняў у статычных палях.