10.16  ไดอิเลกตริกและค่าคงที่ไดอิเลกตริก

ไดอิเลกตริก หมายถึง วัตถุที่มีประจุอิสระน้อยมากจนถือได้ว่าไม่มี ดังนั้นไดอิเลกตริกจึงถือว่าเป็นฉวน











เนื่องจากไดอิเลกตริกไม่มีประจุอิสระทำให้สนามไฟฟ้าเฉลี่ยภายในไดอิเลกตริกมีความเข้มเป็นศูนย์











เมื่อนำไดอิเลกตริกไปวางไว้บริเวณที่มีสนามไฟฟ้า ประจุบวกและประจุลบของอะตอมไดอิเลก
ตริกจะเลื่อนไปจากตำแหน่งเดิมเล็กน้อยในทิศทางตรงกันข้ามซึ่งจะทำให้ผิวของไดอิเลกตริกทั้งสองด้านเสมือนมีประจุไฟฟ้าชนิดตรงกันข้ามอยู่ ประจุชนิดนี้เรียกว่า poarization หรือ bound charge และเรียกว่าไดอิเลกตริกในสภาวะเช่นนี้ว่า polarized
















พิจารณาคาปาซิเตอร์แผ่นโลหะขนานซึ่งมีประจุอิสระต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่เท่ากับ s_m และวาง
อยู่ในสุญญากาศ ให้สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นขนานเท่ากับ ดังรูป
จากกฎของเกาส์ จะได้ว่า






เมื่อสอดแผ่นไดอิเลกตริกเข้าไปในระหว่างแผ่นขนาน สนามไฟฟ้า จะทำให้เกิด polarization บนผิวของไดอิเลกตริกเท่ากับ s_b และมีสนามไฟฟ้ากับ ดังรูป
จากกฎของเกาส์ จะได้ว่า







สำหรับไดอิเลกตริกโดยทั่ว ๆ ไป พบว่า  s_b a E_o a  E_d

s_b = ce_oE_d

โดยที่ c เรียกว่า สภาพอ่อนไหวทางไฟฟ้า  (electric suseptibility) ซึ่งทำให้สนามไฟฟ้าในไดอิเลกตริก กลายเป็น

E_d = E_o- cE_d





โดยที่ k คือ ค่าคงที่ของไดอิเลกตริก (dielectric constant)