- scan0006.jpg (122.26 KiB) 708 keer bekeken
We nemen aan dat het dielektrikum bestaat uit atomen en een vaste stof is ( een elektrische isolator).
Links in de afbeelding zien we zo''n atoom van het dielektrikum. Laten we aannemen dat er in de kern Z protonen zitten en in de bolvormige ruimte buiten de kern zitten dus Z elektrinen. Het zwaartepunt van de positieve lading valt samen met het zwaartepunt van de negatieve lading . Beide zwaartepunten bevinden zich in het middelpunt van de kern.
Rechts in de afbeelding zien we hetzelfde atoom , maar nu bevindt het atoom zich in een homogeen elektrisch veld met een elektrische veldsterkte gelijk aan
\(\vec{E}_{0} \)
Op de protonen in de kern gaat nu een elektrische kracht werken die horizontaal van links naar rechts gericht is. Met de krn gebeurt er niets , want het is een vaste stof. Op de elektronen in de bolvormige ruimte rondom de kern gaat een elektrische kracht werken die horizontaal van rechts naar links gericht is. Het resultaat is dat de bolvormige ruimte waarin de elektronen zich bevinden wordt vervormd. Deze ruimte wordt als het ware ei - vormig.
Door deze vervorming zal het zwaartepunt van de negatieve lading over een afstand a naar links verschuiven. Het zwaartepunt van de positieve lading verplaatst zich niet. Het atoom verandert nu in een elektrische dipool met een afstand tussen de positieve en negatieve lading gelijk aan a , en de positieve lading heeft een grootte van
\(Z \cdot e^+\)
en de negatieve lading heeft een grootte
\( Z \cdot e^- \)
Het elektrisch dipoolmoment van deze dipool werkt dus horizontaal van links naar rechts en heeft een grootte van
\( \vec{p}=Z \cdot e^+ \cdot \vec{a} \)
Stel nu dat het dielektrikum N atomen bevat per kubieke meter. Dan wordt per definitie de vector van de elektrische polarisatie
\( \vec{P} \)
gelijk aan
\( \vec{P}=N \cdot \vec{p} \)
Met andere woorden. de vector
\(\vec{P}\)
heeft precies dezelfde richting als de vector
\(\vec{p}\)
Dat het vectorveld van de elekrische polarisatievector
\(\vec{P} \)
een homogeen vectorveld is , is wat lastiger in te zien.
Dat volgt uit de formule
\(\vec{D}=\epsilon_{0} \vec{E}_{d} + \vec{P} \)
\( \vec{D} \)
en
\( \vec{E}_{d} \)
zijn homogene vectorvelden. Uit de formule volgt dan dat ook
\( \vec{P} \)
een homogeen vectorveld moet zijn .
