介质的电磁性质(3).pdfVIP

第二节介质的电磁性质

˜关于介质的概念

˜介质的极化

˜介质的磁化

˜介质的麦克斯韦方程组

.1

一、介质的概念

1.概念

介质由分子组成。从电磁学观点看

来，介质是一个带电粒子系统，其

内部存在着不规那么而又迅速变化

的微观电磁场。

.2

2.电介质的分类：

A.介质分子的正电中心和负电中心重合，没有

电偶极矩。(无极分子〕

B.介质分子的正负电中心不重合，有分子电偶

极矩，但因分子的无规那么热运动，在物理

小体积内的平均电偶极矩为零，故没有宏观

上的电偶极矩分布。〔有极分子〕

.3

3.介质的极化和磁化现象

分子是电中性的。

没有外场时，介质内部的宏观磁场为零。

有外场时，介质中的带电粒子受到场的作

用，正负电荷发生相对位移，有极分子的取向

以及分子电流的取向呈现一定的规那么性，这

就是介质的极化和磁化现象。

.4

由于极化和磁化，介质内部及外表

出现宏观的电荷电流分布，即束缚电荷

和磁化电流。宏观电荷电流反过来又激

发起附加的宏观电磁场，从而叠加外场

而得到介质内的总电磁场。

.5

二、介质的极化

1.介质的极化

a.电极化强度矢量P：在外场作用下，

两种电介质都出现宏观电偶极矩分布。

电极化强度矢量P：

等于单位体积中，

由极化产生的电偶

极矩。

.6

b.束缚电荷密度和电极化强度P之间的关系

P

简化模型:每个分子由

相距为l的一对正负电

荷q构成。

.7

当偶极子的负电荷处于体积ldS内

时，同一偶极子的正电荷就穿出界

面dS外边。

设单位体积内分子数为n，那

么穿出dS外面的正电荷为

.8

对包围区域V的闭合界面S积分，那

么由V内通过界面S穿出去的正电荷为

使体积中留下了多余的负电荷

从另一方面看，在体积中的束缚电荷为：，这是

同一种事物的两种表达式，应该相等

.9

这就是极化矢量和束缚电荷之间的积分表达式。

应用矢量分析中的散度定理把面积分化为体积分，

可得微分形式

.10

c.两介质分界面上的束缚电荷的概念

ü通过薄层右侧面进入介质2的

正电荷为PdS

2

ü由介质1通过薄层左侧进入薄

12

层的正电荷为PdS