нии не влияет на смещение в нем электронов.
Влияние температуры здесь только вторичное, поскольку она изменяет число атомов в данном объеме или меняет состав и строение молекул.
В кристалле, где все элементы закреплены в определенных положениях по отношению друг к другу, смещаемость электронов в различных направлениях под действием одинаковых сил различна; поэтому и диэлектрич. постоянная е и коэфф, преломления п различны для различных кристаллографических направлений. Для кристаллов с наименьшей симметрией, нанося от определенного центра по радиусам значение п для данного направления, мы получим поверхность эллипсоида. В одноосных кристаллах это будет эллипсоид вращения, а в кристаллах правильной системы — шар.
Другой причиной, создающей диэлектрическую поляризацию, может быть смещение не электронов в атоме, а целых ионов, из к-рых построены решотки многих твердых кристаллических тел. Так например, каменная соль построена из положительных ионов натрия и отрицательных ионов хлора, расположенных на одинаковых расстояниях по трем взаимно перпендикулярным направлениям. В электрическом поле все ионы натрия смещаются в одну сторону, все ионы хлора — в другую. Поляризация этого рода сходна с рассмотренными ранее смещениями электронов. Здесь явления резонанса проявляются уже при меныпих частотах, так как собственные колебания ионов в решотке имеют частоту порядка 1012 в секунду, тогда как колебания электронов имеют частоту порядка 1015. Кроме того влияние температуры сказывается сильнее чблагодаря ослаблению связи между ионами с повышением температуры.
Третья причина, вызывающая поляризацию, это поворот диполей (см.). Молекулы многих жидкостей и газов так же, как и элементы некоторых кристаллических решоток, построены так, что центры тяжести положительных и отрицательных молекул не совпадают. Такая молекула в электрическом смысле соответствует системе двух равных и противоположных зарядов е, расположенных на нек-ром расстоянии I друг от друга; такая система называется электрическим диполем и характеризуется моментом /и,=е1.
При отсутствии электрического поля моменты отдельных молекул жидкости или газа располагаются самым хаотическим образом, и их влияние вне тела не проявляется. В электрическом поле молекулы стремятся повернуться так, чтобы стать своим моментом вдоль поля.
Положительный полюс диполя при этом становится в более отдаленное положение, отрицательный — более близкое по отношению к положительному заряду, создающему поле. Т. о. диполь поворачивается так, что создаваемое им вокруг себя поле противоположно главному полю, и так, что диполь втягивается в поле, т. е. поворот диполей приводит к тем же результатам, как и смещение зарядов. Так как однако моменты диполей многих существующих в природе молекул значительно больше, чем те моменты, к-рые обычное электрическое поле может создать, смещая электроны в атоме или ионы в решотке, то и поляризация, создаваемая поворотом готовых диполей, обычно больше, чем поляризация, вызванная смещением зарядов.
Случаи особо больших диэлектрических постоянных, измеряемых десятками и сотнями единиц, обычно связываются именно с поворотом
69а
диполей в электрическом поле. Тепловое движение, стремящееся наиболее хаотическим образом разбросать молекулы, противодействует стремлению электрического поля установить, моменты всех молекул в одном и том же направлении — вдоль поля. Поэтому чем выше температура, тем слабее ориентировка, создаваемая полем, и тем меньше следовательно поляризация. Диэлектрическая постоянная, вызванная поворотом диполей, убывает при повышении температуры и гораздо сильнее зависит от нее, нежели в первых двух рассмотренных нами случаях. С другой стороны, поляризация, вызванная вращением диполей, в отличие от других случаев ограничена определенным верхним пределом: когда все молекулы повернулись своими моментами по полю, то дальнейшее увеличение поля не может уже увеличить, поляризации, которая достигает насыщения. В случае сегнетовой соли, где удается достигнуть этого насыщения, е достигает значений 25.000., Теория вращения диполей была разработана Дебаем (см.).
Электропроводность Д. Всякий Д., как бы высока ни была его изолирующая способность г обладает помимо диэлектрической поляризации и определенной электропроводностью. Это свойство долгое время оставалось под сомнением как вследствие трудности наблюдения и измерения столь слабых токов, так и вследствие ряда особенностей этих токов. Если определить удельную электропроводность о как отношение плотности тока, проходящего через.
1 см2 поперечного сечения, к напряженности электрического поля Е в диэлектрике, то опыт показывает, что эта электропроводность от одного образца исследуемого материала к другому меняется иногда в десятки и сотни раз.
Причина этого заключается в громадном влиянии ничтожных примесей на электропроводность диэлектрика. Далее при одной и той же приложенной к Д. разности потенциалов V сила тока с течением времени обыкновенно сильно падает,, часто до тысячных и миллионных долей первоначального значения. Основной причиной этого* явления оказывается скопление объемных зарядов внутри Д. — положительных вблизи отрицательного электрода, отрицательных вблизи положительного. Эти объемные заряды создают поле обратного направления, так что напряжение поля Е внутри Д. падает. Когда электроды соединяются между собой накоротко, накопив-* шиеся объемные заряды создают ток обратного направления, исчезающий по мере воссоединения зарядов. В тех случаях, когда скопление^ зарядов происходит у самих электродов (в таких веществах, как СаСО3, NaNO3 на расстоянии всего нескольких тысячных мм), можно поле зарядов приписать обратной электродвижущей силе Р, приложенной к тому же Д., что и внешняя разность потенциалов V. Тогда закон Ома может быть выражен в виде J — для прямого тока и J = -^ для обратного;,
здесь R — сопротивление Д., величина, обратная его электропроводности. Измеренные таким образом величины R и а оказываются действительно вполне определенными постоянными, характеризующими данный Д. Если путем многократной кристаллизации очистить Д. от примесей, то <т оказывается строго одинаковым для данного химического вещества, подобно & и другим его постоянным. Во многих случаях
