Полярность — свойство системы иметь два полюса¶
Полярность — это наличие в системе, объекте или явлении двух противоположных начал (полюсов), между которыми распределены определённые свойства, заряды или значения. Термин применяется в физике, химии, биологии, философии и технике; в каждом случае он описывает асимметрию, при которой противоположные элементы дополняют друг друга и образуют единую систему.
¶Полярность в физике
В физике полярность проявляется в нескольких формах.
¶Электрическая полярность
Электрический заряд бывает положительным и отрицательным. Электрическое поле направлено от положительного заряда к отрицательному, и именно это разделение обеспечивает существование электрического тока. Полярность электрической цепи критична: при подключении диода, электролитического конденсатора или полярного разъёма обратная полярность приводит к отказу или разрушению компонента.
¶Магнитная полярность
У магнита всегда есть два полюса — северный (N) и южный (S). Одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые — притягиваются. Разделение магнитных полюсов невозможно: при разрезании магнита каждый фрагмент вновь приобретает оба полюса. Магнитная полярность Земли определяет направление стрелки компаса: северный магнитный полюс планеты расположен вблизи географического южного полюса.
¶Полярность молекул
Полярная молекула — молекула, в которой центр положительного заряда не совпадает с центром отрицательного заряда, что создаёт электрический дипольный момент. Пример — молекула воды: кислород притягивает электроны сильнее водорода, поэтому молекула имеет выраженный дипольный момент 1,85 Д. Неполярные молекулы (например, O₂, N₂, метан) дипольного момента не имеют. Полярность молекул определяет многие свойства вещества: растворимость, температуру кипения, поверхностное натяжение.
¶Полярность в химии
Химическая связь между атомами может быть полярной или неполярной. Полярная ковалентная связь возникает при различии электроотрицательности атомов: электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, образуя частичные заряды δ⁺ и δ⁻. Степень полярности связи количественно описывается разностью электроотрицательностей по шкале Полинга: для C–H разница составляет 0,35, для O–H — 1,24.
По характеру распределения электронной плотности различают:
- полярные растворители (вода, этанол, диметилсульфоксид) — хорошо растворяют ионные и полярные вещества;
- неполярные растворители (гексан, бензол, четырёххлористый углерод) — растворяют неполярные вещества.
Правило «подобное растворяется в подобном» напрямую связано с полярностью растворителя и растворяемого вещества.
¶Полярность в биологии
В клеточной мембране фосфолипидный билой имеет полярные «головки», обращённые к водной среде, и неполярные «хвосты», формирующие гидрофобное ядро. Эта полярность обеспечивает самосборку мембран в воде.
Полярность клеток эпителия — ключевое понятие физиологии: апикальная (верхняя) и базальная (нижняя) поверхности клеток различаются по составу белков и транспортных механизмов, что позволяет эпителию избирательно всасывать и выделять вещества. Полярность нейронов проявляется в разделении дендритов (вход) и аксона (выход), что определяет направление передачи нервного импульса.
¶Полярность в философии
Философская традиция рассматривает полярность как универсальный принцип устройства мира. Китайская философия описывает полярность инь и ян — двух взаимодополняющих начал, одно из которых постепенно переходит в другое. В диалектике Гегеля полярность противоположностей — источник развития: тезис и антитезис порождают синтез. Полярность в этом контексте означает, что противоположности не просто сосуществуют, а обусловливают друг друга: без холода невозможно понятие тепла, без темноты — света.
¶Полярность в технике
В электротехнике полярность обозначает знак подключения: «+» и «−» у источников тока, обозначения L и N в сетевом кабеле, полярные разъёмы USB. Неверная полярность при подключении светодиода или электролитического конденсатора выводит их из строя.
В языкеознании термин «полярность» применяется к грамматическим категориям, противопоставляющим утверждение и отрицание, а также к полярным прилагательным («горячий» — «холодный»), между которыми возможны промежуточные значения («тёплый»), в отличие от неполярных («квадратный» — «неквадратный»).
¶Источники
- Полинг Л. «Природа химической связи»
- Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. «Электродинамика сплошных сред»
- Аткинс П. «Физическая химия»
- Философский энциклопедический словарь