Д
100
∑
ДАҚ – ДЮФУР ЭФФЕКТІСІ
274
275
мен толтырылған
жоғарғы энергетикалық деңгей рұқсат етілген зоналардың
бірінің жоғарғы шекарасымен үйлеседі (металдарда ол
тыйым салынған
зонаның ішінде жатады), ал жақын аралықтағы бос деңгейлердің электрондары
әдеттегі электр өрісінің ықпалымен жеңіп шыға алмайтын – толтырылған тыйым
салынған зонадан бөлектенген. Электр өрісінің әсері электрондық тығыздықтың
қайтадан үлестірілуіне әкеп соқтырады, осы жайт диэлектриктердің
полярла-
нуына себеп болады. Диэлектрик пен жартылайөткізгіштерге қатаң шек қоюға
болмайды. Тыйым салынған зонасының ені
ࣟ
g
<3 эВ болатын зат шартты түрде
жартылайөткізгішке, ал
ࣟ
g
>3 эВ – д и э л е к т р и к к е жатады.
Диэлектриктердің полярлану құбылысы химиялық байланыстың сипатына
тәуелді. Мысалы, иондық кристалдағы NaCl (астұзының) полярлану иондардың
бірінің-біріне қатысты ығысуларының (и о н д ы қ полярлану) және жеке иондардың
электрондық қабықшаларының деформациялануының (э л е к т р о н д ы қ по-
лярлану) нәтижесі болады. Кристалл диэлектриктердегі әртүрлі таңбалы иондар
белгілі бір тәртіппен орналасқан,
электр өрісі әсер етпесе де полярлану жүзеге
асады. Әдетте мұндай жағдай кездеспейді, оған себеп тудырылатын электр өрісі
кристалдың сыртқы бетінен және ішінен шығатын еркін зарядтардың өрісімен
компенсацияланады (есесі қайтарылады). Компенсацияның бұзылуы кристалда,
кристалдың температурасының өзгеруі кезінде п и р о э л е к т р и к т е, деформаци-
ялану кезінде п ь е з о э л е к т р и к т е уақытша электр өрісінің пайда болуына әкеп
соқтырады. Сыртқы әсерлердің ықпалымен полярлануын едәуір өзгеретін (шамасы
бойынша да, бағыты бойынша да) пироэлектриктің түр өзгешелігі с е г н е т э -
л е к т р и к болып табылады.
Өріс болмайтын кезде полярлануы байқалатын
кейбір заттардың қатарына
шайыр және әйнек типті заттар да жатады.
Диэлектиктердің электрөткізгіштігі аз, бірақ нөлден өзге болады.
Диэлектриктердегі электрондар мен иондар
жылжымалы заряд тасулар болып
табылады. Әдеттегі жағдайларда
электрондық өткізгіштік иондық өткізгіштікпен
салыстырғанда аз болады. Иондық өткізгіштік өзінің және қоспалық иондардың
орын ауыстыруымен байланысты. Иондардың кристалдық торлар бойынша орын
ауыстыруы кристалдың құрылымдық ақаулықтарымен байланысты. Егер, мысалы,
кристалда вакансия болса, онда көрші ион өрістің ықпалымен әлгі бос орынға
орналасады, ол ион босатқан орынға келесі ион жайғасады, осы үрдіс әрі қарай
тізбектеліп жалғасатын болады. Температура жоғарылағанда иондық өткізгіштік
артатын болады.
Диэлектриктер электр оқшаулауыш материал ретінде пайдаланыла-
ды.
Пьезоэлектриктер дыбыстық тербелістерді электрлік тербеліске
Д
100
∑
ДАҚ – ДЮФУР ЭФФЕКТІСІ
276
277
(және керісінше) түрлендіреді, пироэлектриктер
инфрақызыл сәулелерді индикациялау және олардың
қарқындылығын өлшеу үшін пайдаланылады, сегне-
тэлектриктер радиоэлектроникада қолданыс тапқан.
Диэлектриктік кристалдар кванттық электроникада
және кванттық күшейткіштерде пайдаланылады.
Егер жіңішке жіпке байланған зарядталмаған
әйнек немесе янтар шыбық зарядталған сфераның
(шардың) қасына жақын орналастырылса, осы
шыбықтың осі электр өрісінің күш сызықтарының
бағыты бойынша орналасатын қалыпта тынышта-
латын болады (яғни орналасады) . Әлгі шыбықтың
шарға жақын орналасқан ұшы теріс зарядты, ал оның
шардан қашық ұшы оң зарядталады. Шыбықтың екі
ұшы электр полюстері секілді болады. Сол себепті
осы құбылыс п о л я р л а н у деп аталған. Кез кел-
ген денедегі зарядтардың бір бөлігі электр өрісінің
ықпалымен орын ауыстырып
электр тогын туды-
рады, ал байланысқан зарядтар п о л я р л а н а д ы.
Полярлану
– диэлектриктердің маңызды сипатта-
масы. Заттар еркін электрондардың қозғалыстарының
басым болуына немесе полярлануына тәуелді түрде
екі класқа
– өткізгіштерге және д и э л е к т р и к
т е р г е ажыратылған.
Диэлектриктің п о л я р л а н у ы мен зарядтардың индукциясы
– тіптен әрқилы
құбылыстар. Өткізгіштің электр өрісін екі бөлікке қиып, әраттас электр зарядына
ажыратуға болса, диэлектриктердің полярланған зарядтарын екіге «ажырату»
мүмкін емес. Теріс еркін зарядтар
– өткізгіштік электрондар металдарда алыс
қашықтыққа дейін орын ауыстыра алады. Диэлектриктердегі оң және теріс за-
рядтар бірімен бірі байланысқан болғандықтан
тек бір молекула шегінде (яғни
толық толтырылған энергетикалық зонада) ғана ығыса алады.
Сырттан ықпал ететін өріс болмаған кездерде әртүрлі таңбалы электр зарядта-
ры диэлектриктің көлемі бойынша біркелкі таралады. Сыртқы өрістің ықпал етуі
кезінде әрбір молекулаға енген зарядтар қарама-қарсы бағыттарға ығысады. Осы
ығысу диэлектриктің сыртында электр өрісінде орналасқан зарядтардың пайда
болуына орай зарядтар түрінде білінеді, бұл полярлану құбылысы.
Оң зарядталған сфераның
(шардың) қасына ілінген ян-
тарь таяқшаның осі электр
өрісінің күш сызықтары бо-
йымен сәйкес бағытталады.
Электр өрісіндегі иондық
кристалдардағы иондардың
біріне-бірінің салыстырмалы
ығысулары
