靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)(1)-文庫吧
2025-09-17 05:29 本頁面
【正文】 — 非極性電介質(zhì) 三、電介質(zhì)的極化 (Polarization) 在外電場(chǎng)作用下 ， 電介質(zhì) 表面出現(xiàn)正負(fù)電荷層的現(xiàn)象 —電極化 極化機(jī)制 無極分子 位移極化 有極分子 取向極化 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 外E?無極分子的 位移極化 無外電場(chǎng)： 正負(fù)電荷重心重合，介質(zhì)不帶電 l?p? 外E?f?f?加外電場(chǎng)： 產(chǎn)生 感生電偶極矩 主要是電子 （ 云 ） 移動(dòng) 極化的效果： 端面出現(xiàn) 束縛電荷 有極分子的 取向極化 無外電場(chǎng)： 固有電 偶極 矩?zé)徇\(yùn)動(dòng)，混亂分布，介質(zhì)不帶電。 + + + + + + + 加外電場(chǎng)： 外場(chǎng)取向與熱混亂運(yùn)動(dòng)達(dá)到平衡。 + + + + + + + + + + + + + + + + 外E?極化的效果： 端面出現(xiàn) 束縛電荷 有極分子電介質(zhì)也存在位移極化 ， 但取向極化是主要的 ， 它比位移極化約大一個(gè)數(shù)量級(jí) 。 電場(chǎng)頻率很高時(shí) ， 分子慣性較大 ， 取向極化跟不上外電場(chǎng)的變化 ， 只有慣性很小的電子才能緊跟高頻電場(chǎng)的變化而產(chǎn)生位移極化， 只有電子位移極化機(jī)制起作用 。 四、電極化強(qiáng)度 (Polarization intensity） —表征電介質(zhì)極化程度 如何表征？ 電極化強(qiáng)度 ： 電介質(zhì)中某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和 VpP iV ???????lim0單位： C/m2 —面電荷密度？ ?V ? 宏觀小、微觀大的體積元 極化狀態(tài)：各分子電偶極矩矢量和不會(huì)完全相互抵消 。 表征極化程度。 lnqpnP ??? ??n —單位體積內(nèi)的分子數(shù) 每個(gè)分子的正電荷重心相對(duì)于其負(fù)電荷重心都有一個(gè)位移 l， 各個(gè)分子的感應(yīng)電矩都相同， 電介質(zhì)的極化強(qiáng)度為 以均勻的位移極化為例： 均勻極化： 電介質(zhì)各處極化強(qiáng)度 P大小和方向都相同 。 電極化強(qiáng)度 P ～ 總場(chǎng)強(qiáng) E 1,0 ??? ree EP ???? ???e? 電極化率（介質(zhì)性質(zhì)，與場(chǎng)無關(guān)） ? 介質(zhì)中的總場(chǎng)強(qiáng) (外電場(chǎng)＋束縛電荷電場(chǎng) ) E?? 相對(duì)介電常數(shù) r?只討論各向同性、線性電介質(zhì)。 五、各向同性、線性電介質(zhì)的極化規(guī)律 方向相同 （ 各向同性 ） ， 成正比 （ 線性 ） q??P?Sd n?q?l?Q?dn － 分子數(shù)密度 n? －面元 外法線 單位矢量 ? 電介質(zhì) 六、束縛電荷 與極化強(qiáng)度的關(guān)系 束縛電荷面密度 以非極性電介質(zhì)為例推導(dǎo) 結(jié)果也適用于極性電介質(zhì) 表面 dS 出現(xiàn)的束縛電荷： qSnlnQ )d?(d ??? ? Snlnq d?)( ?? ?Snpn d??? ? SnP d??? ?nn PSSP ???dd?SPn d?束縛電荷面密度： P? ? 表面該點(diǎn)的電極化強(qiáng)度矢量 n? ? 表面該點(diǎn) 外法線方向 單位矢量 束縛電荷面密度： ?? c o s? PPnP n ????? ?n? P???? 當(dāng) ?為銳角
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