Номер 6, страница 58 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

6. Что такое идеальный диэлектрик? Существует ли он?

Что такое идеальный диэлектрик?

Идеальный диэлектрик — это теоретическая (физическая) модель вещества, которое абсолютно не проводит электрический ток. Ключевыми свойствами идеального диэлектрика являются: полное отсутствие свободных носителей заряда (электронов и ионов), в результате чего его удельная электрическая проводимость строго равна нулю ($\sigma = 0$); отсутствие потерь энергии при поляризации в переменном электрическом поле; бесконечно большая электрическая прочность, то есть невозможность электрического пробоя при любой напряженности поля. Основной процесс, происходящий в идеальном диэлектрике при помещении его во внешнее электрическое поле, — это поляризация. Связанные заряды (электроны в атомах, ионы в узлах кристаллической решетки) смещаются под действием поля, создавая микроскопические диполи. Это приводит к возникновению внутреннего электрического поля, направленного против внешнего и ослабляющего его.

Ответ: Идеальный диэлектрик — это физическая модель вещества, которое абсолютно не проводит электрический ток ($\sigma=0$), не имеет энергетических потерь в переменном поле и не подвержено электрическому пробою.

Существует ли он?

Нет, в реальном мире идеальных диэлектриков не существует. Это полезная физическая абстракция, которая упрощает теоретические расчеты, в то время как любой реальный материал лишь в той или иной степени приближается к этой модели. Причины, по которым реальные диэлектрики не являются идеальными, заключаются в следующем. Во-первых, в любом реальном веществе всегда присутствует небольшое количество свободных носителей заряда из-за теплового движения, наличия примесей и дефектов структуры, что обуславливает очень малую, но не нулевую проводимость (токи утечки). Во-вторых, каждый реальный диэлектрик имеет конечный предел электрической прочности. Если напряженность внешнего поля превышает это значение, происходит электрический пробой, и материал становится проводником. В-третьих, в переменных электрических полях процессы поляризации в реальных диэлектриках сопровождаются выделением тепла, то есть энергетическими потерями. Таким образом, даже лучшие изоляторы, такие как вакуум, тефлон или слюда, не являются идеальными.

Ответ: Нет, идеальный диэлектрик не существует в природе. Это теоретическая модель, так как любое реальное вещество имеет некоторое количество свободных зарядов, конечную электрическую прочность и энергетические потери в переменных полях.