北大電磁學(xué)第二章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)-閱讀頁
2025-05-14 04:57本頁面
【正文】 些自由電荷而最終會(huì)被中和失去作用。?PnP ???39。0039。??? PE ??（ 1）電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù) ? 電容器極板間充入均勻電介質(zhì)后的電場(chǎng)為： 或 ? 其中， ε =1+χ 定義為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，簡(jiǎn)稱介電常數(shù)，是由電介質(zhì)性質(zhì)所決定的。0??001EEE ???（ 2）電介質(zhì)的介電強(qiáng)度 ? 由此，當(dāng)電容器內(nèi)充滿介電常數(shù) ε 的均勻電介質(zhì)時(shí)，其電容為： ? 介電強(qiáng)度 當(dāng)電壓很高因而場(chǎng)強(qiáng)很強(qiáng)時(shí)，會(huì)使介質(zhì)擊穿，導(dǎo)致其絕緣性能被破壞，這種電介質(zhì)能承受的最大場(chǎng)強(qiáng)稱為該電介質(zhì)的介電強(qiáng)度。 00CUqUqC ?? ???2022年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 高琨 (Charles K. Kao) 英籍中國香港科學(xué)家 1933年出生， 1966年的成果 威拉德 史密斯（ 1930年） 美國科學(xué)家 1969年的成果 高錕：光纖傳輸走入現(xiàn)實(shí) ? 高錕 1966年發(fā)現(xiàn)如何通過光學(xué)玻璃纖維遠(yuǎn)距離傳輸光信號(hào)，這成為電話和高速互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基石。 ”“ 今天文字、音樂、圖片和圖像在一眨眼間傳遍全球 ” ，高錕功不可沒。利用 CCD科技，光影可以用電子拍攝下來，而非僅限于照片中。 CCD的發(fā)明，對(duì)醫(yī)療界也很有貢獻(xiàn)。 ? 發(fā)明了成像半導(dǎo)體電路 —— 電荷藕合器件圖像傳感器 CCD ?光纖大幅提高信息傳輸速度，令人們可以“在剎那間把文本、音樂、圖像和視頻傳輸?shù)绞澜绺鞯?…… 如今，每個(gè)人都在使用光纖媒介”。另外，電荷耦合器件技術(shù)可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷和顯微外科，例如人體內(nèi)成像。 每年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉前都有不少關(guān)于獲獎(jiǎng)?wù)叩牟聹y(cè)，今年預(yù)測(cè)者們眼中的熱門人選集中于量子力學(xué)領(lǐng)域?！? 今年為何擇定兩個(gè)看似不相干的領(lǐng)域?yàn)橹Z貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)歸屬，評(píng)審委員會(huì)解釋道，當(dāng)今信息社會(huì)建立在通信基礎(chǔ)之上，而光纖傳輸和圖像記錄彼此關(guān)聯(lián)，共同“改造我們的生活”。 167。 有介質(zhì)電場(chǎng)的環(huán)路定理 167。即有介質(zhì)存在時(shí)，電場(chǎng)遵守如下定理： 由極化電荷與極化強(qiáng)度的普遍關(guān)系，有 其中， 是閉合曲面內(nèi)的極化電荷的代數(shù)和。00011???內(nèi)Sq39。 PED ?? 0???? ??內(nèi)SSqSdD 0（ 3）有介質(zhì)存在靜電場(chǎng)高斯定理的微分形式 ? 利用數(shù)學(xué)上的高斯定理，有 其中， V是任意閉合曲面 S包圍的空間體積，ρ 0是自由電荷體密度。由此可得： 即： EEEED 0000 )1( ??????? ??????????????? ??????VVSSdVdVSdESdD 039。 ???? ??167。 039。 0??? E（ 3）問題： ??? ??內(nèi)SSqSdD 0 ??? ??內(nèi)SSqSdE 000??0??? D?0???LldD?00 ED ??0??? E0???LldE（ 4）上式成立的兩種情況 ? 成立的情況（一）：整個(gè)空間充滿各向同性的均勻電介質(zhì)時(shí)， ? 則 ED 0???0??? D 0???LldD?0EE ?成立的情況（二） ? 整個(gè)空間雖有若干種均勻電介質(zhì)的區(qū)域存在，但介質(zhì)的分界面是與電場(chǎng)相垂直的等勢(shì)面，則上述結(jié)論仍然成立。 邊值關(guān)系和有介質(zhì)存在時(shí)的唯一性定理 在研究幾種不同性質(zhì)的均勻介質(zhì)分區(qū)域分布時(shí)，介質(zhì)與介質(zhì)的分界面上，由于極化電荷的出現(xiàn)，電場(chǎng)會(huì)發(fā)生突變。 1) 介質(zhì)分界面兩側(cè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)切向分量連續(xù)； 2) 介質(zhì)分界面兩側(cè)電場(chǎng)的電位移矢量法向分量連續(xù)； 3) 介質(zhì)分界面兩側(cè)電勢(shì)連續(xù)。 典型應(yīng)用：電像法和靜電屏蔽 ? 電像法：介質(zhì)界面或?qū)w表面具有較好的對(duì)稱性，在考察區(qū)外部設(shè)定一個(gè)或多個(gè)虛擬電荷（即像電荷），使其與給定的源電荷在考察區(qū)共同產(chǎn)生的電場(chǎng)滿足介質(zhì)界面上的邊值關(guān)系或?qū)w表面電勢(shì)等于給定電勢(shì)的條件，從而由唯一性定理得到電場(chǎng)的唯一分布的正確
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