物理靜電場中的電介質(zhì)-wenkub
2023-01-31 09:27:07 本頁面
【正文】 ?0E?介質(zhì)情況 電介質(zhì)極化：電介質(zhì)在電場作用下，其表面甚至內(nèi)部出現(xiàn)極化電荷的現(xiàn)象叫做電介質(zhì)的極化 152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 8 電介質(zhì)分子偶極子模型 分子是電中性的，分子可看作一個電偶極子，電介質(zhì)可看作大量電偶極子的集合。 151 電介質(zhì)對電場影響 物理學(xué) 第五版 4 ? 導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體有著不同的電結(jié)構(gòu) 不同 的物質(zhì)會對電場作出 不同 的響應(yīng)，產(chǎn)生不同的后果， —— 在靜電場中具有各自的特性 。 ?導(dǎo)體中存在著大量的自由電子 —— 靜電感應(yīng) ?絕緣體中的自由電子非常稀少 —— 極化 151 電介質(zhì)對電場影響 物理學(xué) 第五版 5 相對介電常數(shù) 播放 動畫 法拉第試驗：靜電計測電壓 A B A B介質(zhì) 0E?電場被削弱： rrUUEE??00 , ??1?r? — 相對介電常數(shù) 151 電介質(zhì)對電場影響 物理學(xué) 第五版 6 保持條件不變，插入導(dǎo)體。 每個分子負電荷對外影響等效為一個靜止的負電荷的作用。 + + + + + + + 加外電場：外場取向與熱混亂運動達到平衡。不過在靜電場中 ,主要是取向極化 。 VpP iV ?? ?? ????0l i m— 描述電介質(zhì)極化物理量 152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 19 物理意義： 表征介質(zhì)在外電場作用下被極化的強弱程度 反映分子電矩的大小和空間有序化程度 VpP iV ?? ?? ?????0l i m 是一個 宏觀 矢量點函數(shù)， 介質(zhì)中每一點有唯一的極化強度， 微觀值無意義 宏觀點是指宏觀足夠小，而微觀足夠大的物體小體積，可近似于一個幾何點。 極化電荷 152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 21 極化電荷會產(chǎn)生電場 —— 附加場（退極化場） 39。 方向相同（ 各向同性 ） ， 成正比（ 線性 ） EεεP ?? 0r )1??（EεP ?? 0?? 1r ??? ε152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 lnqpnP i ??? ??n — 單位體積內(nèi)的分子數(shù) 每個分子的正電荷重心相對于其負電荷重心都有一個位移 l， 各個分子的感應(yīng)電矩都相同 ， 電介質(zhì)的極化強度為 以位移極化為例： 束縛電荷面密度與極化強度的關(guān)系 152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 Sdl?電介質(zhì) 表面 dS 出現(xiàn)的束縛電荷： VnqQ d??d ?cosSn q l d?Spn i ?? d?? SP ?? d??nn PSSP ???dd?SPn d?束縛電荷面密度： qSdl?Q?dP?ne?? 152電介質(zhì)極化 物理學(xué) 第五版 26 ?? c o s39。 0 39。39。(39。01dinS qεSP???? ??? inS qSPE 00 d)( ????153電介質(zhì)中高斯定理 物理學(xué) 第五版 定義 (引入 )電位移矢量： PED ??? ?? 0?D 的高斯定理： 通過任意封閉曲面的電位移 矢量 的通量 ，等于該封閉面所包圍的 自由電荷 的代數(shù)和 ，與極化電荷無關(guān) ?? ??? inS qSPE 00 d)( ?????? ?? inS qSD 0d ??153電介質(zhì)中高斯定理 物理學(xué) 第五版 所以， D的分布一般也和束縛電荷有關(guān) 。)39。 由電介質(zhì)中的高斯定理，我們可以知道：電位移線總是起始于自由正電荷終止于自由的負電荷。求 ： ① . P1 、 P2點的場強 E；② .兩金屬板間電勢差 153電介質(zhì)中高斯定理 物理學(xué) 第五版 38 0??0?d39。dr?1P 2P高斯面
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