微观电偶极矩p分子0.pptVIP

四、退极化场E’ 附加场E’： 在电介质内部：附加场与外电场方向相反，削弱 在电介质外部：附加场与外电场方向相同，加强 例题一：求沿轴均匀极化电介质圆棒上极化电荷分布，已知介质的电极化强度矢量为P，是常数。 例题二:求一均匀极化的电介质球表面上极化电荷 p230 和退极化场 已知极化强度矢量P 均匀极化——P为常数 球关于z轴旋转对称 其表面任意一点的极化电荷面密度?e’ 只与?有关,则有 求极化电荷在球心O处产生的退极化场 即已知电荷分布求场强的问题 电荷是面分布， 可以在球坐标系中取面元dS dS上的极化电荷 整个球面在球心O处产生的退极化场 例题三 平行板电容器，极板面积S,间距为d，充有各向同性均匀介质,相对介电常数为 ，求充介质后的E 和电容C 设：两极板上所带的自由电荷为 插入介质后电容器中的场被削弱了 求电容 五、有介质存在时的Gauss定理 考虑关系 把静电场Gauss定理变换一下 例题一： 求相对介电常数为?r的无限大均匀电介质中点电荷 q的场分布，用D-Gauss定理，是球对称场，作球形Gauss面 小结： 真空 有介质 各向同性线性介质D 正比于 E 普遍情况下,两者关系不简单，不一定成正比关系 求证:均匀介质内部极化体电荷密度?‘＝0 利用 D－Gauss定理证明： 在介质内部取任意高斯面S，则有 例题： 球形电容器内外半径分别为R1与R2其间充以相对介电常数为?1和?2的均匀介质，两介质界面半径为R。求：1）电容器的电容；2）若内外两层电介质的击穿场强分别为E1和E2,且E1 E2，为合理使用材料，最好使两种介质内的电场强度同时达到其击穿值，求此时R的大小。 求 R：要求两种介质内的电场强度同时达到其击穿值，且E1 E2；由于r越小E越大，所以内层最先达到击穿值，只要取r R1处的场强为该层介质的击穿场强E1,则可以确定加在电容器两极的最大电量Q0 对于外层介质，当r R处场强达到E2，则击穿 * 复习 一、电介质的极化 电介质是由中性分子构成的绝缘体。电介质放入外 电场中后，正负电荷的中心要发生微小的运动，有极性分子构成的电介质，其分子的电偶极矩还会发生取向化，这种现象称为电介质的极化 无极分子：正负电荷中心完全重合 H2、N2 微观：电偶极矩p分子＝0， l 0 宏观： 中性不带电 ↘ ↗ ↙ → ← ↓ → ↗ ↘ ↙ ↙ ↓ ↙ ↗ ↘ ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 有极分子：正负电荷中心不重合 H2O、HCl 微观：电偶极矩p分子?0， l ? 0 宏观：中性不带电。 二、电介质极化的微观机制 说明 （1）分子位移极化效应存在于任何电介质中，而分子取向极化只存在于有极分子构成的电介质。 （2）在有极分子中取向极化是主要的。无极分子中位移极化是唯一的。 （3）在很高频率的电场中作用下，取向极化跟不上外电场的变化，只有位移极化起作用。 三、极化的描绘：P、q′、E′ 极化强度矢量P：描述介质在外电场作用下被 极化的强弱程度的物理量。 定义：单位体积内电偶极矩的矢量和。 介质的体积，宏观小微观大（包含大量分子） 介质中一点的P 宏观量 微观量 新 授 无极分子 有极分子 总结： 【解答：】 对称性分析： 退极化场由面元指向O（如图） 只有沿z轴电分量未被抵消，且与P相反 电容器的电容增大了?r倍 相对介电常数?r 描述极化的几个物理量是互相影响、互相制约，一个知道则都知道，而一个不知道均不知道 有介质时，场和真空中的场有何异、同？ 库仑定律+叠加原理 仍成立 静电场性质（有源、无旋）？——不变 为什么？因为极化电荷也是静电荷（只是不能动） 电位移矢量 S面内包围的自由电荷 电位移矢量通量 1.对 的理解 的高斯定理说明 在闭合面上的通量只和自由电荷有关，这不等于说 只和自由电荷有关。 由 也说明 既和自由电荷又和束缚电荷有关 是空间所有电荷共同产生的 。 例: 介质内场强削弱了 倍 静电荷 （自由、极化） 自由电荷 无自由电荷 命题得证 求电容：求D——E——U——C