charpt23靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)-wenkub
2023-05-11 08:40:13 本頁面
【正文】 化（ Polarization ）的微觀機(jī)制 取向極化 0E?① 位移極化 Displacement polarization 0E?位移極化 主要是電子發(fā)生位移 ② 取向極化 Orientation polarization 由于熱運(yùn)動(dòng)這種取向只能是部分的，遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 極性分子有上述兩種極化機(jī)制。它不象導(dǎo)體中的自由 電荷能用傳導(dǎo)方法將其引走。 否則，除產(chǎn)生面束縛電荷外，還可產(chǎn)生體束縛 電荷。 ??q? 極化電荷會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng) —— 附加場(chǎng)（ 退極化場(chǎng) ） 39。 電介質(zhì)產(chǎn)生的一切宏觀效果都是通過未抵消的束縛電荷 來體現(xiàn)。(?????ld?dS39。對(duì)于實(shí)際介質(zhì)，在均勻介質(zhì)表面取一面元如圖 則因極化而穿過面元 dS的極化電荷數(shù)量為 出現(xiàn)正電荷039。 其中 是 平均 分子正負(fù)電荷 中心距 。 ll留在封閉面內(nèi)的凈電荷總量： ??? ??????)(d39。39。??????? ??????)()(d39。和在兩極處，荷為零；，即赤道線上的極化電，當(dāng)荷為負(fù)；，即下半球面的極化電，當(dāng)荷為正；，即上半球面的極化電時(shí)，當(dāng)由此得到???????????????????????,0020202?考慮電場(chǎng)方向 不同介質(zhì)交界面上的極化電荷 為柱體側(cè)面的通量?極化強(qiáng)度矢量 P與總場(chǎng)強(qiáng) E的關(guān)系 —— 極化規(guī)律 ? 猜測(cè) E與 P可能成正比（但有條件） —— 兩者成線性關(guān)系 39。0 EEE ??? ??EP e ?? 0???電極化率：由物質(zhì)的屬性決定 實(shí)驗(yàn)證明 EP e ?? 0???2) 大多數(shù)各向同性介質(zhì)適用 3) χe—— 電極化率 ，介質(zhì)之屬性，與 無關(guān) E?39。 對(duì)稱矩陣 a, a’ 為極化強(qiáng)度飽和點(diǎn)，當(dāng)電場(chǎng)再增加時(shí)， 極化強(qiáng)度不變。39。E?er ?? ?? 1相對(duì)介電常數(shù)0??? ra ?絕對(duì)介電常數(shù)dSdSC r ??? ?? 0? 插入介質(zhì)時(shí)電容的變化 充滿同種介質(zhì)的電容器 1) 電量 Q 不變，電壓 ΔU 變小，則電容 C 變大； 2) 電壓 ΔU 不變，電量 Q 變大，則電容 C 變大。但是介質(zhì)的性質(zhì)以及縛電荷的分布取決于束縛電荷的分布。 物理意義 eD ?????該積分方程的微分形式： （散度） 兩種電力線 E? 線與 線 D?+ + + + + （ a）電位移線 + + + + + （ b）電力線 + + + + + 非均勻介質(zhì)的 線 D電位移線 起始于 正自由電荷 終止于 負(fù)自由電荷 。 。()39。 00 ????電場(chǎng)高斯定理 00139。39。00???? ?? ldEldEEELL??????，足環(huán)路定理，即：都是保守場(chǎng)，各自都滿，00??????EldEL???微分形式：總電場(chǎng)亦滿足環(huán)路定理上述兩式相加，可得：UEU ????，且有仍可引入電勢(shì)小結(jié)： 有電介質(zhì)時(shí)： 0,0)(,00?????????????????EldEPEDDqSdDLeSS?????????環(huán)路定理：高斯定理：??有介質(zhì)時(shí)的總電場(chǎng)，由高斯定理和環(huán)路定理才能 完全確定。 1. 場(chǎng)強(qiáng) 31101031133132131011443/43/43/44)(3/40RπrQEEDπRrQDrRQrrDRQdVqSdDrRrreeeVSS?????????????????????????????????????????得由球體均勻帶電其中有為半徑作球形高斯面以多層介質(zhì)球 R1 R2 2n?1n?0?r?2?1?220222214?4?,rπrQEπrrQDQRrR????????高斯面內(nèi)自由電荷為2032324?4?,rπrQEπrrQDQrR????????高斯面內(nèi)自由電荷為多層介質(zhì)球 R1 R2 2n?1n?0?r?2?1?2. 電勢(shì) rπQrdEUrRr0332 4 ??????? ?? ??2022032322214114|2222RπQRrπQUrdErdErdEURrRRRrRRr?????????????????????????????????2021203110221211141148)(|011RπQRRπQRπrRQUrdEURrRrR??????????????????????? ???R1 R2 2n?1n?0?r?2?1? 電位移、電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)隨矢徑變化曲線 。1201????RUERqR?20002220202002111014?4?40,00rrqDErrqDqDrqqSdDRrREDqSdDRrSSSS? ? ???????????????????????????????????????內(nèi)內(nèi)處，處，解： ε R1 R2 2n?1n?0?r?200200320324?4?4?rrqrrqErrqDRr??????????真空，處，
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