|
|
|
Dielectrici in camp electric
Un
sistem format din doua sarcini electrice egale si de semn contrar
asezate la o distanta mica una de alta formeaza un dipol electric, figura 9. Un dipol
este caracterizat de marimea vectoriala numita moment
electric de dipol, determinata de produsul dintre valoarea q a unei
sarcini electrice a dipolului si vectorul 
dintre ele:
(18)
Moleculele la care centrul sarcinilor negative coincide centrul sarcinilor pozitive nu poseda dipol electric. Ele se numesc molecule nepolare. Din aceasta categorie fac parte toate moleculele monoatomice (gaze inerte, vapori metalici) si moleculele poliatomice cu o structura chimica simetrica.
Introdusa
intr-un camp electric, intr-o molecula nepolara se produce o
deplasare a sarcinilor electrice; electronii in sens contrar campului, iar
nucleele in sensul campului, figura 10. In felul acesta moleculele nepolare se
polarizeaza, fenomen numit polarizare electronica.
Momentul electric de dipol al unei molecule nepolare apare deci numai cand aceasta este plasata intr-un camp extern, constatandu-se:
, adica: 
(19)
unde 
este o constanta
dependenta de natura dielectricului care poarta numele de polarizabilitate.
Prin indepartarea campului moleculele revin la starea initiala, de aceea acesti dipoli, obtinuti prin polarizatie electronica, se numesc dipoli elastici.
Moleculele cu structura
chimica nesimetrica (apa, acetona, alcoolul etilic, benzenul)
prezinta dipol electric deoarece la acestea centrul sarcinilor pozitive nu
coincide cu cel al sarcinilor negative. Acestea se numesc moleculele polare.
Pentru ele momentul electric de dipol este de ordinul: 
.
O molecula polara introdusa intr-un camp electric omogen este supusa unui cuplu de forte din partea campului al carui moment este:
(20)
Acesta determina rotirea
dipolului incat momentul electric de dipol sa devina paralel cu
vectorul intensitate camp electric, figura 11.
La rotirea dipolului cu un
element de unghi 
energia
potentiala a acestuia se modifica cu:
de
unde, prin integrare, se obtine variatia energiei potentiale a
dipolului la rotirea acestuia cu un unghi intr-un camp electric:
adica:
(22)
Daca intr-un camp electric omogen se introduce o molecula de apa (molecula polara) se produce o orientare a moleculei dar si o modificare a geometriei prin deplasarile atomilor. Astfel unghiul normal de 109o format de legaturile moleculei de apa se mareste sau se micsoreaza in functie de orientarea ei in camp, figura 12. Aceasta este polarizatia atomica sau ionica.
