北大電磁學第二章靜電場中的導體和電介質(zhì)-展示頁
2025-05-08 04:57本頁面
【正文】 曲率影響面電荷密度，進而影響場強，尖端放電現(xiàn)象。 “ 均勻 ” 是指質(zhì)料均勻，溫度均勻。 靜電平衡與靜電平衡條件 ? 靜電平衡 當帶電系統(tǒng)的電荷分布狀態(tài)穩(wěn)定不變，從而其電場分布也不隨時間變化時，稱該帶電系統(tǒng)達到了靜電平衡。 ? 超導體中的超導電子，實際上是電子對（庫珀對） 167。 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) ? 導體中存在大量的 “ 自由電荷 ” （載流子） ? 絕緣體中有大量的 “ 束縛電荷 ” ，幾乎沒有載流子。 ? 超導體 處于電阻為零（ 10－ 28 Ωm）的超導狀態(tài)的物體。 ? 是有序態(tài)最差的聚集態(tài)。 電阻率范圍： 106 Ω m ～ 1018Ω m ? 半導體 介于這兩者之間的物質(zhì)。 導體、絕緣體與半導體 根據(jù)導電能力的強弱，通常把物質(zhì)分為三類： ? 導體 電荷很容易在其中移動的物質(zhì)。 邊值關系和有介質(zhì)存在時的唯一性定理 167。 靜電場中的電介質(zhì) 167。 靜電場中的導體 167。第二章 靜電場中的導體和電介質(zhì) 第二章 靜電場中的導體和電介質(zhì) 167。 物質(zhì)的電性質(zhì) 167。 電容和電容器 167。 電介質(zhì)中靜電場的基本定理 167。 物質(zhì)的電性質(zhì) 導體、絕緣體與半導體 物質(zhì)的電結(jié)構(gòu) 167。 電阻率范圍： 108Ω m ～ 10－ 5Ω m ? 絕緣體 轉(zhuǎn)移和傳導電荷能力很差的物質(zhì)。 電阻率范圍： 10－ 6Ω m ～ 106Ω m 等離子體和超導體 ? 部分或完全電離的氣體，由大量自由電子和正離子以及中性原子、分子組成的電中性物質(zhì)系統(tǒng)。 ? 是宇宙物質(zhì)存在的主要形態(tài)，宇宙中%的物質(zhì)是等離子體。 圖 北極光 圖 圖 圖 中科院合肥等離子研究所的超導托卡馬克 HT－ 7U裝置 圖 超導體的發(fā)現(xiàn)者荷蘭物理學家默林 昂納斯 167。 ? 半導體中的載流子主要是雜質(zhì)電離出來的電子和空穴。 靜電場中的導體 靜電平衡與靜電平衡條件 靜電平衡導體上的電荷分布 導體殼與唯一性定理 167。 ? 均勻?qū)w的靜電平衡條件 導體內(nèi)的場強處處為零。 ? 推斷其電場分布特點 （ 1）導體是個等勢體，導體表面是個等勢面 （ 2）靠近導體表面外側(cè)處的場強處處與表面垂直 167。 即導體尖端附近場強強，平坦地方次之，凹進去的地方最弱。 導體殼與唯一性定理 （ 1）腔內(nèi)無帶電體情形 ? 基本性質(zhì) ? 當導體腔內(nèi)無帶電體時，靜電平衡下，導體殼的內(nèi)表面處處無電荷，電荷只分布在外表面上； ? 空腔內(nèi)沒有電場，空腔內(nèi)電勢處處相等。 ? 庫侖平方反比定律的精確驗證 （ 2）腔內(nèi)有帶電體情形 ? 基本性質(zhì) 當導體殼腔內(nèi)有其它帶電體時，在靜電平衡狀態(tài)下，導體殼的內(nèi)表面所帶電荷與腔內(nèi)電荷的代數(shù)和為 0。 圖 靜電屏蔽 圖 (a) 腔內(nèi)無電荷 圖 (b)腔內(nèi)有電荷 圖 (c) 導體腔接地 圖 (d) c的等效圖 （ 3）靜電場邊值問題的唯一性定理 ? 問題的提出 ? 通過給定各個導體的形狀、大小、導體的相對位置、各個導體的電勢或電量以及包圍電場空間的邊界面上的電勢（稱為邊界條件），靜電場的解是否存在？ 這是靜電學的典型問題，稱為靜電場的邊值問題。 ? 唯一性定理的表述 當給定電場的邊界條件，即給定包圍電場空間的邊界面 S上的電勢 US， 給定 S面內(nèi)各導體的形狀、大小及導體之間的相對位置，同時再給定下列兩條件之一： ? S面內(nèi)每個導體的電勢 Ui； ? S面內(nèi)每個導體上的總電量 qi； i為導體的編號， 則在以 S為邊界面的電場空間內(nèi)滿足高斯定理和環(huán)路定理的靜電場解是唯一的。 二、若所有導體的電勢為 0，則導體以外空間的電勢處處為 0。 唯一性定理的證明及鏡像法的引入 ? 分別給定下列邊界條件之一的唯一性定理的證明： I. 邊界條件為給定每個導體的電勢情況 ； II. 邊界條件為給定每個導體的電量
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