Как на диэлектрике образуется электрический заряд?

Question

[Tornado7]

на диэлектрике же все электроны "намертво" сидят на своих орбитах, тогда, как при трении, диэлектрик электризуется, если он не может принимать или отдавать электроны, соответственно он должен быть нейтральным по заряду.

Answer 1

[Виктор]

Источник электрополя в диэлектрике - нарушение симметрии его атомов и молекул, а также наличие ионов в его составе. Почитайте про поляризацию диэлектриков.
Но наличие поля ещё не даёт электрического тока. Следовательно, нет смысла говорить об электрическом заряде. Вот если вы с помощью электрополя и каких-то технических приспособлений (лейденская банка) сумели получить ток, тогда появляется возможность убедиться в наличии заряда и даже измерить его.

Comments

[dnumber]

если в диэлектрике есть ионы, то он должен быть постоянно заряженным?

[Виктор]

dnumber, полагаю, что нет. Потому что ионов много, расположены они случайно, и векторы их электрополя тоже ориентированы случайно. В результате всё усредняется, и суммарное поле вовне куска диэлектрика равно нулю.
Правда, есть один хитрый фокус - можно сделать электрет (аналог магнита, но с электрополем). Берём кусок диэлектрического материала, содержащего ионы и поляризованные молекулы и способного размягчаться при нагреве. Помещаем его в сильное внешнее электрополе и нагреваем до размягчения. От нагрева векторы микроэлектрических полей получают свободу разворота и стараются сориентироваться по внешнему полю. Затем остужаем этот кусок, после чего удаляем внешнее электрополе, и тут обнаруживаем, что этот кусок сам стал источником постоянного электрополя (в точности как кусок железа, если его намагнитить, становится постоянным магнитом).
На основе электретов можно делать миниатюрные микрофоны - непременную принадлежность любого мобильника, и много чего ещё.

[dnumber]

А вам не кажется, что есть какой-то косячок в том, как объясняется нейтральность. Попробуйте сделать из кучи мелких магнитов магнитно-нейтральное вещество не прибегая к размагничиванию. К тому же это вещество будет крайне нестабильным. И с зарядами очень большая путаница. Каким образом электризуется металлическая пластина? Там что, ядерные реакции происходят и изменения атомов? Электроны просто так туда-сюда гоняют без последствий. Ну и про поле наконец. Это излучение или нет? С какой скоростью оно распространяется? И распространяется ли? Совершает ли поле работу? (а по всей видимости оно совершает), тогда другой вопрос, значит поле электрического заряда (эл. частицы) должно убывать со временем.

[Виктор]

dnumber, то, что вы упомянули - это даже не совсем физика, это философия. Та самая, по которой аспиранты, прежде чем написать и защитить диссер (и тем самым стать реально научными работниками), сдают т.н. "философский минимум". Без него в таких вопросах сориентироваться не удастся.
Я его не сдавал, поэтому с подобными вопросами - не ко мне. Хотя кое-что можно найти в Википедии.

Answer 2

[ittakir]

Если два разнородных, пусть и диэлектрических материала соединить между собой и пошоркать, то электроны с одного могут перескакивать на другой в месте контакта из-за различия работы выхода электрона из материалов. В целом заряд останется нейтральным. Но если потом разьединить материалы, то электроны останутся на соседнем материале и возникнет электрическое поле.

Comments

[dnumber]

1) При приобретении или потере электрона должно происходить изменение атома 2) Практика показывает, что при простом контакте наэлектризованного диэлектрика с другим диэлектриком также происходит перетекание заряда. Каким образом???

Answer 3

[70-C9-4E-54-03-2F]

"Диэлектрики отличаются от проводников тем, что в них отсутствуют свободные носители зарядов. Всё-таки они там есть, но в очень малом количестве. В проводниках такими носителями зарядов являются электроны, свободно перемещающиеся вдоль кристаллической решётки металлов. Но вот в диэлектриках электроны прочно связаны со своими атомами и не могут свободно перемещается.

При внесении диэлектрика в электрическое поля в нем наступает электризация также как и в проводнике. Отличие же диэлектриков состоит в том что электроны не могут свободно перемещаться по объёму как это происходит в проводниках. Но под действием внешнего электрического поля внутри молекулы вещества диэлектрика появляется некоторое смещение зарядов. Положительный смещается вдоль направления поля, а отрицательный против. Вследствие этого поверхность получает некий заряд. Процесс образования заряда на поверхности диэлектриков под действием электрического поля называется поляризацией диэлектрика..."

Источник: Диэлектрики в электрическом поле.