The solution at revision #20235 of , by Valter. This is not the current version.

Условие

6.6.1.
а. Чем объясняется уменьшение напряженности электрического поля в веществе?

б. Что такое диэлектрическая проницаемость вещества?

в. Как зависит диэлектрическая проницаемость газа от его давления?

Решение

а. Уменьшение напряженности электрического поля в веществе объясняется поляризацией диэлектрика.
При помещении диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит смещение электрических зарядов внутри атомов и молекул (или преимущественная ориентация уже существующих диполей). В результате на поверхностях диэлектрика появляются нескомпенсированные макроскопические связанные (поляризационные) заряды.
Эти заряды создают собственное внутреннее электрическое поле пол, которое направлено противоположно внешнему. По принципу суперпозиции результирующее поле внутри вещества равно:
пол
В скалярном виде (для модулей векторов, так как они направлены противоположно):
пол
Следовательно, итоговое поле внутри диэлектрика оказывается меньше внешнего.

б. Диэлектрическая проницаемость () — это безразмерная физическая величина, показывающая, во сколько раз модуль напряженности электрического поля внутри однородного изотропного диэлектрика меньше модуля напряженности внешнего поля (в вакууме):

Для вакуума , для всех диэлектриков .

в. Для газов разность прямо пропорциональна концентрации молекул :

Из уравнения состояния идеального газа известно, что при постоянной температуре () концентрация молекул прямо пропорциональна давлению: .
Следовательно:

Таким образом, с ростом давления диэлектрическая проницаемость газа увеличивается, причем величина растет линейно.

Ответ

а. Поляризацией диэлектрика (возникновением связанного заряда, создающего встречное поле).

б. Величина, показывающая, во сколько раз напряженность поля в веществе меньше, чем в вакууме ().

в. С ростом давления диэлектрическая проницаемость увеличивается (величина прямо пропорциональна давлению).