Exercices pour le cours de physique de Feynman
46. À L’INTÉRIEUR DES DIÉLECTRIQUES
On se référera au Cours de Physique de Feynman, Électromagnétisme 1, Chap. 11.
Exercice 46.1 On considère une sphère d’un matériau diélectrique de rayon a uniformément polarisée avec une densité volumique de polarisation P comme sur la figure 46.1. Trouver le champ électrique à l’intérieur et à l’extérieur de la sphère.
Figure 46.1
+
+ + + +
+
−
− − − −
−
a
E
P
Champ Dipolaire
extérieur
Exercice 46.2 La constante diélectrique de l’hélium à 0 ◦ C et une pression de 1 atm
est 1,000074. Trouver le moment dipolaire p induit dans chaque atome d’hélium lorsque
le gaz se trouve dans un champ électrique d’intensité 100 V m −1 .
Exercice 46.3 La vapeur d’eau est un gaz polaire dont la constante diélectrique a une
dépendance en température importante. La table suivante donne les mesures expérimentales de cet effet.
T (K)
P (cmHg)
(κ − 1) × 10
5
393
56,49
400,2
423
60,93
371,7
453
65,34
348,8
483
69,75
328,7
(a) En supposant que la vapeur d’eau obéit à la loi des gaz parfaits, calculer la polarisabilité moléculaire α en fonction de l’inverse de la température 1/T et dessinez-la.
(b) D’après la pente de la courbe, déduire une valeur du moment dipolaire permanent p 0 de la molécule H 2 O.
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