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1 II. Elektrische Felder in Materie II.1. Dielektrika a)polare Dielektrika: z.B. Wasser permanente molekulare Dipole Ausrichtung starkes Gegenfeld b)nicht-polare.

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Präsentation zum Thema: "1 II. Elektrische Felder in Materie II.1. Dielektrika a)polare Dielektrika: z.B. Wasser permanente molekulare Dipole Ausrichtung starkes Gegenfeld b)nicht-polare."—  Präsentation transkript:

1 1 II. Elektrische Felder in Materie II.1. Dielektrika a)polare Dielektrika: z.B. Wasser permanente molekulare Dipole Ausrichtung starkes Gegenfeld b)nicht-polare Dielektrika: induzierte molekulare Dipole: Polarisation Atomkerne Elektronenwolke der Atomhüllen Polarisation Gegenfeld, oft E Suche effektive Beschreibung ohne volle mikroskopische (atomare) Theorie Identifiziere geeignete Materialparameter!

2 2 Beispiel: Abstoßung von Gasblasen in Öl U Gasblase Abstoßung

3 3 Molekülpolarisation: molekulares Dipolmoment Polarisationsdichte: Freie Ladung frei Polarisationsladung pol V II.2. Polarisation und Suszeptibilität Definition: Der Tensor mit heißt molekulare Polarisierbarkeit gesuchter Materialparameter isotropes Material Zahl Einheit [ ] [ 0 ]·m 3

4 4 Polarisationsdichte: Freie Ladung frei Polarisationsladung pol V Definition: Der Tensor heißt dielektrische Suszeptibilität. Der Tensor heißt relative Dielektrizitätskonst.

5 5 ( Tafelrechnung) Def.: Dielektrische Verschiebung (Materialgleichung) Folgerung: (Feldgleichung) Freie Ladung frei Polarisationsladung pol V II.3. Feldgleichungen in Materie

6 6 Folgerung: Stetigkeitsbedingungen an Grenzschichten (nur für ungeladene Schichten)(nur für Elektrostatik) Medium 1Medium 2 V A Medium 1Medium 2 A L (gilt auch in der Elektrodynamik)

7 7 Zusammenfassung: Materialgleichung: Feldgleichungen: Für homogene isotrope Medien ersetze in allen Formeln für das Vakuum einfach 0 durch r 0. Homogene isotrope Medien:

8 8 Beispiel: Kondensator mit Dielektrikum Dielektrikum (Isolator, große Polarisierbarkeit) z d A r Feldenergie: Verallgemeinerung von

9 9 Kraft auf ein Dielektrikum: Steigen/Sinken der Flüssigkeitssäule um dh Änderung der potentiellen Energie h fl U V(h) r d Feld: Batterie: mech. Arbeit: Gleichgewicht:


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