Диэлектрик, как и любое вещество, состоит из атомов и молекул. В свою очередь, каждый атом состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него электронов. Практически у всех диэлектриков электроны сильно связаны с ядром и нет свободных зарядов, которые могли бы стать носителями электрического тока. Поэтому молекулу любого диэлектрика можно представить в виде электрического диполя – заменив положительные заряды ядер суммарным зарядом +q, а заряд всех электронов – зарядом -q.
По типу химической связи различают неполярные и полярные диэлектрики.
Первую группу диэлектриков - неполярные - составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение, т. е. центры тяжести положительных и отрицательных зарядов совпадают ( ). Поэтому в отсутствие внешнего электрического дипольный момент р любой молекулы равен нулю. При внесении неполярных диэлектриков во внешнее электрическое поле положительные заряды смещаются вдоль поля, отрицательные – против, и молекулы диэлектрика приобретают дипольный момент.
Вторую группу диэлектриков - полярные - составляют вещества, молекулы которых имеют ассиметричное строение, т. е. центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают ( ). Таким образом, эти молекулы в отсутствие внешнего электрического поля обладают дипольным моментом. Однако, вследствие теплового движения молекул эти дипольные моменты ориентированы хаотически и суммарный дипольный момент диэлектрика равен нулю. При внесении полярных диэлектриков во внешнее электрическое поле, дипольные моменты молекул будут выстраиваться преимущественно вдоль поля и возникает отличный от нуля дипольный момент.
Таким образом, можно сделать вывод, что под действием внешнего электрического поля результирующий дипольный момент диэлектрика становится отличным от нуля. Это явление получило название поляризация диэлектриков.
Для количественного описания процесса поляризации диэлектрика используют векторную величину – поляризуемость вещества (вектор поляризации), определяемую как дипольный момент единицы объема диэлектрика.
- поляризуемость вещества.
Для изотропных диэлектриков вектор поляризации линейно зависит от напряженности электрического поля:
где -диэлектрическая восприимчивость вещества (безразмерная величина, всегда больше нуля).
