极化电荷q1.pptVIP

* §5 电介质及其极化 一.电介质的微观图象 二.电介质分子对电场的影响 三.极化强度与极化电荷的关系 四.电介质的极化规律 五.自由电荷与极化电荷共同产生场 六.有介质时电容器的电容 思路： 电介质在电场中的电性质 寻找电介质存在时的电荷分布 利用叠加原理求场量 一.电介质的微观图象 + - +- + 有极分子 polar molecules 无极分子 non~ 二.电介质分子对电场的影响 1.无电场时 有极分子 无极分子 电中性 热运动---紊乱 2. 有电场时 电介质分子的极化 结论：极化的总效果是介质边缘出现电荷分布 称呼：由于这些电荷仍束缚在每个分子中 所以称之为束缚电荷或极化电荷 有极分子介质 位移极化 无极分子介质 取向极化 均匀 均匀 － ＋ － ＋－ ＋ － ＋ － ＋－ ＋ 电偶极子排列的有序程度反映了介质被极化的程度 排列愈有序说明极化愈烈 3.描述极化强弱的物理量--极化强度 宏观上无限小微观上无限大的体积元 单位 量纲 每个分子的电偶极矩 定义 三.极化强度与极化电荷的关系 在已极化的介质内任意作一闭合面S 基本认识： 1）S 把位于S 附近的电介质分子分为两部分 一部分在 S 内 一部分在 S 外 2）只有电偶极矩穿过S 的分子对 S内外的极化电荷才有贡献 1.小面元dS附近分子对面S内极化电荷的贡献 分子数密度为 n 外场 在dS附近薄层内认为介质均匀极化 薄层：以dS为底、长为l的圆柱 只有中心落在薄层内的分子才对面S内电荷有贡献 所以， 面内极化电荷的正负取决于? ； 将电荷的正负考虑进去，得小面元dS附近分子对面内极化电荷的贡献写成 2.在S所围的体积内的极化电荷 与 的关系 面内 问题： 面元的法线方向是如何规定的？ 介质外法线方向 内 3.电介质表面（外）极化电荷面密度 面外 四.电介质的极化规律 1.各向同性线性电介质 isotropy linearity 介质的电极化率 无量纲的纯数 与 无关 2.各向异性线性电介质 anisotropy 张量描述 与 、与晶轴的方位有关 五.自由电荷与极化电荷共同产生场 例1 介质细棒的一端放置一点电荷 P点的场强？ 自由电荷产生的场 束缚电荷产生的场 介质棒被极化，产生极化电荷q1 q2 。 极化电荷q1 q2和自由电荷Q0共同产生场 求:板内的场强 解:均匀极化 表面出现束缚电荷 内部的场由自由电荷 和 束缚电荷 共同产生 例2 平行板电容器 ,自由电荷面密度为??0 其间充满相对介电常数为?r的均匀的各向同性的线性电介质 在真空中叠加 该式普遍适用吗？ 得 单独产生的场强为 单独产生的场强为 均匀各向同性电介质充满 两个等势面之间 例3 导体球置于均匀各向同性介质中 如图示 求：场的分布 解： 导体内部 内 内 真空 各向同性线性电介质均匀充满两个等势面间 思路 六.有介质时的电容器的电容 自由电荷 有介质时 电容率 §6 电位移矢量 一.电位移矢量 定义 量纲 单位 C/m2 各向同性线性介质 介质方程 无直接物理含义 二. 有介质时的高斯定理 表达式： 证： 静电场中电位移矢量的通量等于闭合面内包围的自由电荷的代数和 自由电荷代数和 面内束缚电荷之代数和 面内自由电荷之代数和 *