ỗ
ố
Th.S Đ Qu c Huy
Ạ ƯƠ
Ả
Ậ
BÀI GI NG V T LÝ Đ I C
NG 2
Chuyên đ :ề
Ệ
ƯỜ
ĐI N TR
NG
Ệ
Ấ TRONG CH T ĐI N MÔI
ậ
ủ (Đ ể download tài li u này, hãy đăng nh p ễ champhay.com) vào di n đàn ệ c a trang web
Ụ
M C TIÊU
ươ
ọ Sau khi h c xong ch ượ
ả ng này, SV ph i : ự ệ ượ
ng phân c c
c hi n t
i thích đ
ơ
ố
c m i quan h gi a vect
phân
đi n môi. ượ ệ
ệ ữ ậ ộ ệ
– Gi ả ệ – Nêu đ ự c c đi n môi và m t đ đi n tích liên k t.ế
ượ
ộ ệ
ị
ơ ườ c
ấ
ng đ đi n c vect ệ ơ ả ứ c m ng đi n trong ch t
ng, vect
tr đi n môi.
ị
ệ
cượ đ nh lí O – G
ấ trong ch t đi n
– Xác đ nh đ ườ ệ – Nêu đ môi.
NOÄI DUNG
ề ấ
ệ
ệ
I – Khái ni m v ch t đi n môi
ự ủ
ự
ệ
II – S phân c c c a đi n môi
ệ
ườ
ệ
III – Đi n tr
ấ ng trong ch t đi n môi
ườ
ơ
IV – Vect
ơ ườ c
ộ ệ ng đ đi n tr
ng và vect
ệ ạ
ữ
ặ
ả ứ c m ng đi n t
i m t phân cách gi a hai
ườ
môi tr
ệ ng đi n môi.
ệ
ặ
ệ
V – Đi n môi đ c bi
t.
Ấ
Ệ
Ệ
Ề I – KHÁI NI M V CH T ĐI N MÔI:
ề ươ ệ ọ ệ ấ ng di n đi n h c, các ch t chia làm ba
ự do
ệ Có đi n tích t Vd: các kim lo iạ V ph lo i:ạ D n ẫ đi nệ
ệ ế ế
Bán d nẫ
Đi n tích liên k t y u Vd: Ge, Si
ệ ự Không có đi n tích t do
ệ Đi n môi
Vd: các phi kim
Ự
Ự
Ệ
II – S PHÂN C C ĐI N MÔI ệ ệ ượ
ự ng phân c c đi n môi: 1 – Hi n t
ấ ệ ng xu t hi n các đi n tích trên thanh đi n môi
ệ ượ ặ ượ ọ ệ ệ c g i là hi n
ệ
ế
ệ ệ ệ ự Hi n t khi nó đ t trong đi n tr ượ t ng ườ ng ngoài đ . phân c c đi n môi
(cid:0)
0E
0
=
0E
0
(cid:0) (cid:0)
E'
+ + + + +
N u thanh đi n môi không đ ng ồ ẳ ấ ch t và đ ng ệ ướ ng thì đi n h ệ ấ tích xu t hi n ả ngay c trong lòng thanh đi n ệ môi.
(cid:0)
ệ ế Đi n tích liên k t
ươ
ủ
ỗ
ử
ng tác gi a các electron c a m i nguyên t
ườ ư ộ
ệ
ươ ạ
ữ ử , phân t ủ ệ ng ngoài, ta coi tác d ng c a các ể ộ ng nh m t đi n tích đi m t ng c ng –q ọ
ươ ộ ị
ụ ổ ng đ i m t v trí trung bình nào đó – g i là
.
ụ
ệ
ươ
ả ệ ượ ệ 2 – Gi i thích hi n t ự ng phân c c đi n môi:
ủ tâm c a các ư ộ ng nh m t đi n
ng đ
ệ
Khi xét t ệ ớ v i đi n tich hay đi n tr electron t ứ đ ng yên t ệ đi n tích âm ươ ng t T tích +q đ t t
i
ủ ạ ự , tác d ng c a h t nhân t ủ ặ ạ tâm c a các đi n tích d
ươ ươ . ng
ư
ườ
ủ
ng ngoài, tâm c a các
ươ
ệ
ệ
ệ ủ ng và tâm c a các đi n tích ặ ệ
Khi ch a có đi n tr đi n tích d ể âm có th trùng nhau ho c l ch nhau.
ủ
ệ
ủ
ườ ng ngoài, tâm c a các ng và tâm c a các đi n tích lúc
ep
(cid:0)
ả ưỡ
ự
ở
ệ Khi có đi n tr ệ ươ đi n tích d ử ệ âm luôn l ch nhau. B n thân phân t ệ . ộ l này tr thành m t ng c c đi n
(cid:0)
ụ ườ ệ
ướ ườ ệ ep ng ngoài, các mômen đi n ị ng ng theo đ
ệ ủ ử ẽ xoay và đ nh h s ườ ng ngoài. ướ D i tác d ng c a đi n tr ủ c a các phân t ủ s cứ c a đi n tr
ệ
ự
ệ ử ẫ ệ ớ ạ ệ ấ ấ ng c c phân t i h n, xu t hi n các đi n tích trái d u ả, trong lòng ch t đi n môi các đi n tích trái d u ấ ư ở ưỡ v n trung hòa nhau, nh ng ấ – đi n ệ
K t quế ủ c a các l ặ hai m t gi tích liên k t.ế
0E
0
0E
0
=
0E
0
+ + + + +
ườ ự ự ạ ng ngoài càng m nh, s phân c c càng rõ (cid:0) (cid:0) (cid:0) ệ Đi n tr r t.ệ (cid:0) (cid:0)
ơ ự ệ 3 – Vect phân c c đi n môi:
ự ạ ượ
ơ ứ ộ ệ phân c c đi n môi là đ i l ự ủ ệ
ử ư ặ ng đ c tr ng cho ổ ằ đo b ng t ng các ị ộ ơ có trong m t đ n v
n
ố ệ ể Vect m c đ phân c c c a đi n môi, ệ ủ mômen đi n c a các phân t ủ th tích c a kh i đi n môi.
r p
ei
== i 1
e
P
(cid:0) (cid:0)
V
D
ơ ệ ự ượ
ớ
ự ủ
ơ ậ ộ ệ ự ơ ớ ơ ị ng vĩ mô, đ c ị ộ ơ ng c c đi n ng v i m t đ n v phân c c 2 (trùng v i đ n v đo m t đ đi n tích
ộ ạ ượ phân c c đi n môi là m t đ i l Vect ệ ứ ưỡ ư ộ coi nh m t mômen l ị ệ ấ ủ ể th tích c a ch t đi n môi. Đ n v đo c a vect ệ đi n môi là C/m m t). ặ
ệ ữ ậ ộ ệ
ướ ệ ặ đ t trong ẳ ấ đ ng h ng, (cid:0)
ố ườ 4 – Liên h gi a VTPCĐM và m t đ đi n tích liên k t:ế Xét kh i đi n môi ệ đi n tr ng ngoài ồ đ ng ch t, 0E
0E
(cid:0) ộ ụ ủ ỏ
+ +
eP
+
ằ (cid:0) (cid:0)
n
(cid:0) (cid:0)
+ + (cid:0) ’
ự
Xét m t hình tr đ nh có ặ ấ hai đáy n m trên hai m t t m ườ ệ ng sinh // đi n môi, có đ 0E v i ớ ư ộ ụ Khi đó hình tr coi nh m t ệ ưỡ ng c c đi n có mômen l đi n:ệ
=
=
= s
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
l
l
p
p
q
'. S.
ei
D (cid:0)
n
ơ ố ệ ụ phân c c c a kh i đi n môi trong hình tr
ei
= i 1
=
=
=
e
P
Mà, vect đó : (cid:0) (cid:0) (cid:0) ự ủ r p (cid:0) s D
p V
l '. S. l S. .cos
V
D D a
'
=
(cid:0) (cid:0) s
| P | e
0E
Suy ra:
cos
+ +
eP
+
a (cid:0)
s =
(cid:0) (cid:0) Hay:
a = ' P cos e
P en
n
+ + (cid:0) ’
ế ằ
ậ ộ ệ ự ơ ế ủ
V y: ậ M t đ đi n tích liên k t b ng hình chi u ế ặ ớ ủ i phân c c lên pháp tuy n c a m t gi c a vect h n.ạ
ƯỜ Ấ Ệ Ệ III – ĐI N TR NG TRONG CH T ĐI N MÔI
ự
ệ
ệ
ệ
ng c c đó gây ra g i là đi n tr
ng do m i l ườ
ườ ả
ự ế
ệ ng vĩ mô:
ử
.
ả
ườ
ệ
ộ
ướ
ớ
ệ
ậ
ệ ử ướ c phân t ệ
ỏ ế ộ ộ ị
ườ
ủ
ỉ
ử . Vì v y m t đi n tích th đ ẽ ế ệ c đi n tr
ử ả ng, ta ph i dùng các đi n tích th . Khi kh o sát đi n tr ấ ớ ệ c nh đ n đâu cũng là r t l n M t đi n tích th dù kích th ử ượ c so v i kích th ủ ặ đ t trong lòng đi n môi s chi m m t v trí không gian đ ệ ớ ng trung bình c a đi n l n và ta ch đo đ ườ tr
ượ ề ng vi mô trong mi n không gian đó.
ườ ườ ng vi mô và đi n tr ệ ộ ưỡ ấ ử ng c c đi n. Đi n ch t đi n môi là m t l ọ ỗ ưỡ ng vi mô. ấ ớ ng vi mô bi n thiên r t l n trong kho ng không ỏ ệ 1 – Đi n tr ỗ M i phân t ườ tr ệ Đi n tr ấ gian r t nh bao quanh phân t
ể
ệ
ộ
ể
ấ ậ ng trong lòng v t ch t, ta ạ ườ i m t đi m
ng vĩ mô t
ườ ệ ế Do đó khi nói đ n đi n tr ệ ườ ng đó là đi n tr hi u đi n tr ấ ậ trong lòng v t ch t
ườ ệ ấ ệ 2 – Đi n tr ng trong lòng ch t đi n môi:
=
+
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
oE
�
E E E' 0
= E E
E '
0
+
-
'
en
e
=
P=
P=
Mà:
E '
+
E'
E
s (cid:0) (cid:0)
0
0
0
+
M
+
e e e
+
ấ ồ (cid:0) (cid:0)
e
E
e 0
+
E
0
0
=
=
ướ ệ ố ớ Đ i v i ch t đi n môi đ ng ch t, ẳ đ ng h = c e ấ ng: P
�
�
E
= E E
E
0
e
E + c
- c
1
e
e
(cid:0) ọ ệ ộ ả e g i là đ c m đi n
ng trong lòng ch t đi n
(cid:0) ấ ườ ườ ộ ệ ng đ đi n tr ớ ườ ầ l n so v i c ộ ệ ng đ đi n tr ệ ng
V y:ậ c ườ ả môi gi m đi trong chân không.
ộ ố ấ ệ ố ệ ủ H s đi n môi c a m t s ch t:
(cid:0) (cid:0) ấ ấ
ệ Ch t đi n môi Chân không 1 ệ Ch t đi n môi Parafin 2,2 – 2,3
Không khí 1,0006 2,6 – 3
ầ ỏ D u h a 2,1 Cao su m mề Mica 4 – 5,5
ự ủ 3,5 Nh a thông Th y tinh 4 – 10
Ebônit 2,7 – 3 Sứ 6,3 – 7,5
ườ ệ ng đi n môi – vect ơ
ệ
ệ ị 3 – Đ nh lí O – G trong môi tr ả ứ c m ng đi n: Chân không Đi n môi
td
= -
Ediv
=
e
div P
div E
lk
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) r (cid:0) r
0
0
(cid:0) e e
q
trong
)S(
SdE
0
)S(
= e
= e
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) ơ ả ứ ệ Vect c m ng đi n (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
e
D
+ E P
D
E
0
0
e
D d S
q
ĐM đc&đh: = (cid:0)
trong(S)
= r
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0)
div D
td
(S)
ấ
ệ
ế
ướ
ấ
ồ
eP ả
ẳ ấ
ệ
ng thì và E ngươ , khi đó đi n tích xu t hi n ngay c trong
N u ch t đi n môi không đ ng nh t và đ ng h ệ không cùng ph ệ lòng đi n môi.
(cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0)
Ơ
Ạ
Ặ
E
Ệ
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
D IV – VECT VÀ T I M T PHÂN Ấ CÁCH HAI CH T ĐI N MÔI =
0
=
E 1
+ E E ' 1
2
0
2
E
+ E E '
1tE
(cid:0)
=
+
E
(1)
E 1t
0t
E ' 1t
(cid:0) (cid:0)
1nE
1E '
=
+
E
E
E '
(2)
1E
2t
0t
2t
0E
(cid:0) (cid:0)
=
+
2tE
E
E
E '
(3)
(cid:0) (cid:0)
1n
0n
1n
2E '
1E1n = (cid:0)
2E2n
2nE
=
+
E
E
E '
(4)
2E
2n
0n
2n
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ộ ệ ng đ đi n tr ữ ế ệ
Thành ph n pháp tuy n ườ ữ ế ớ ụ ệ ế ầ Vì E’1t = E’2t = 0 nên E1t = E2t . V y:ậ Thành ph n ti p ế ủ ườ ơ ườ ng bi n thiên tuy n c a vect c ớ ặ ụ liên t c qua m t phân cách gi a hai l p đi n môi. ế ầ ự ậ ươ ậ , suy ra: ng t L p lu n t ộ ệ ơ ườ ủ ng đ đi n tr c a vect c ng bi n thiên không ặ liên t c qua m t phân cách gi a hai l p đi n môi.
(cid:0) (cid:0)
Ơ
Ạ
Ặ
E
Ệ
D IV – VECT VÀ T I M T PHÂN Ấ CÁCH HAI CH T ĐI N MÔI
= e
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
= e
D 1
E 1
2
2
D
E
1 0
2 0
1tE
e e (cid:0)
2t
1
1
=
=
1nE
1E '
(cid:0) (cid:0) e e (cid:0) (cid:0)
1E
E 1t E
0E
2
2
2tE
e e (cid:0) (cid:0)
2E '
2n
=
=
1
2nE
e (cid:0) (cid:0)
D D 1t D D
2t E 1 1n E
2E
1n
2
2n
e
ầ ế ơ ả ứ
ế ế ủ ụ
ớ ệ ầ
ệ c m ng đi n bi n thiên liên t c qua m t phân
ơ ả ứ ữ ớ ệ V y:ậ Thành ph n ti p tuy n c a vect c m ng ặ ệ đi n bi n thiên không liên t c qua m t phân cách ế ủ ữ Thành ph n pháp tuy n c a gi a hai l p đi n môi; ặ ụ ế vect cách gi a hai l p đi n môi.
Ặ
Ệ
Ệ
V – ĐI N MÔI Đ C BI T
ệ 1 – Đi n môi sécnhét:
ố ứ NaK(C2H2O3)2.4H2O
ủ
ộ ệ Mu i sécnhét có công th c ệ ặ Đ c tính c a đi n môi sécnhét : • H s đi n môi c a sécnhét ph thu c vào nhi t
ệ ố ệ ộ • Vect ng
ơ ộ ệ đ đi n tr
Pe
ộ ườ
Ped
ụ ủ ể ạ ớ ị ấ ớ i 10000). đ , có gía tr r t l n (có th đ t t ấ ớ ườ ỉ ệ ậ ự b c nh t v i c phân c c không t l ệ ấ ườ ng trong lòng ch t đi n môi. • Giá tr c a Pe ph thu c c ụ ườ ộ ệ
Eb
EK
ự
O
EK
Eb
ướ ệ
ở ệ ng ạ ng E và tr ng thái ệ ủ c đó c a đi n ộ ộ ớ i quá m t t đ t ấ ế ệ ộ C , sécnhét m t h t các t, tr thành đi n
ị ủ đ đi n tr phân c c tr • Khi tăng nhi môi. E t đ T nhi ấ tính ch t đăc bi môi bình th ệ ườ ng.
ệ ệ ứ
ậ ệ ượ ng :
ệ ệ ươ ặ ng đ c bi
ượ ọ ệ ượ ệ c g i là ng đó đ
2 – Hi u ng áp đi n: ắ Năm 1880 nhà v t lí Pie Curi và Gi c Curi đã phát ể ặ khi kéo dãn ho c nén tinh th hi n ra hi n t ệ trong tinh th ể thì đi n môi theo các ph t ấ ể ặ ớ ạ ủ i h n c a tinh th có xu t hi n các trên các m t gi hi u ệ ấ . Hi n t ệ đi n tích trái d u ậ ệ ứ ng áp đi n thu n.
ế ệ i,
ẽ ị ặ ế thì nó s b dãn ho c nén
+ + +
+ + +
ịệ
+ + + +
+ + + +
ể ộ ượ ạ n u ta áp lên hai m t tinh th m t hi u ặ ệ ứ . Đó là hi u ng áp ậ ượ ứ c ng ơ
ượ ứ ị
ệ ịệ ể ế ạ ệ ứ ụ
c l Ng đi n thệ ị ệ đi n ngh ch ệ ứ Hi u ng áp đ n thu n đ ộ ể ế ụ d ng đ bi n các dao đ ng c thành ộ các dao đ ng đi n. c ng Hi u ng áp đ n ngh ch đ d ng đ ch t o các máy phát sóng siêu âm.
