靜電場中的電介質(zhì)(1)(已修改)
2024-10-28 05:29 本頁面
【正文】 2021年春季學(xué)期 陳信義編 電磁學(xué)（第三冊） 第 5章 靜電場中的電介質(zhì) 本章討論： 電介質(zhì) 如何影響電場？ 在 電場作用下， 電介質(zhì)的 電荷如何分布？ 如何計(jì)算有電介質(zhì)存在時(shí)的電場分布？ 引 言 電介質(zhì) (Dielectric)， 就是絕緣體 —無自由電荷 ， 不導(dǎo)電 。 請關(guān)注：電介質(zhì)和導(dǎo)體在電學(xué)機(jī)制上的區(qū)別 。 【 演示實(shí)驗(yàn) 】 電介質(zhì)對電場的影響 、 壓電效 應(yīng) 、 電致伸縮 167。 電介質(zhì)對電場的影響 167。 D 的高斯定理 167。 電介質(zhì)的極化 167。 電容器的能量（自學(xué)） 167。 電容器和它的電容（自學(xué)） ? 目 錄 167。 介質(zhì)中電場能量密度 ? 167。 電介質(zhì)對電場的影響 【 演示實(shí)驗(yàn) 】 +Q Q E0 U0 +Q Q 1?r? —相對介電常數(shù) rrUUEE??00 , ??變壓器油： ?r～ 鈦酸鋇： ?r～ 103—104 鐵電體 電介質(zhì) E， U 電場被削弱： 端面出現(xiàn)電荷 如何解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ 束縛電荷的電場 E′ 不能全部抵消 E0， 只能削弱總場 E. ++++++++++++ + + + + + + + + 機(jī)制與導(dǎo)體有何不同 ？ E??0E?導(dǎo)體情況： － “ 束 縛 電 荷 ” （ bound charge） 或 “ 極化電荷 ” 。 電介質(zhì)情況： 電中性的分子中 ， 帶負(fù)電的電子 (或負(fù)離子 )與帶正電的原子核 (或正離子 )束縛得很緊 ， 不能自由運(yùn)動(dòng)－ 束縛電荷 或 極化電荷 。 167。 電介質(zhì)的極化 （ polarization） 一、電介質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 電偶極子模型： 每一個(gè)分子中的正電荷集中于一點(diǎn) ， 稱為正電荷重心 ；負(fù)電荷集中于另一點(diǎn) ， 稱為 負(fù)電荷重心 — 兩者構(gòu)成 電偶極子 固有電偶極矩 有極分子 (Polar molecule) — 極性 電介質(zhì) 例如 HCl、 H2O、 CO H2O . . . O H H H O + H + p?分子正負(fù)電重心不重合 有固有電偶極矩 二、有極分子和無極分子 ~ 10–30 Cm 分子 HCl 3. 43 H2S 5. 3 HBr 2. 60 SO2 5. 3 HI 1. 26 NH3 5. 0 CO 0. 40 C2H5OH 3. 66 分子 p / (10?30C ? m) p / (10?30C ? m) H2O 6. 2 有極分子的電偶極矩 分子正負(fù)電中心重合 無固有電偶極 無極分子 (Nonpolar molecule) 例如 H O CO CH4 4CHHHC HH C H + H + H + H +
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