第3章静电场中的电介质.pptVIP

3)求两介质交界处极化电荷^由公式介质1、2交界处的极化电荷为第30页，共59页，星期日，2025年，2月5日介质与真空交界处极化电荷由公式^介质真空界面总电荷第31页，共59页，星期日，2025年，2月5日*解决各向同性线性电介质均匀充满两个等势面间的电场分布、电荷分布问题的基本思路第32页，共59页，星期日，2025年，2月5日*6.有介质时电容器的电容自由电荷有介质时电容率第33页，共59页，星期日，2025年，2月5日*§5、有介质时的高斯定理一、电位移矢量，介质中的高斯定理极化电荷也是电荷，同样满足高斯定理。由于：有引入电位移矢量：第34页，共59页，星期日，2025年，2月5日*有介质时的高斯定理:自由电荷代数和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。第35页，共59页，星期日，2025年，2月5日*1）有介质时静电场性质的基本方程2）在解电场方面的应用：在具有某种对称性的情况下可以用高斯定理方便地解出电场基本思路讨论第36页，共59页，星期日，2025年，2月5日*各向同性电介质，实验表明?–––电容率电位移矢量（任何介质）（各向同性电介质）之间的关系第37页，共59页，星期日，2025年，2月5日定义：规律：有关电量：真空中：各向同性介质中：力线：起正止负（自由电荷）起正止负（自由激化）起负止正（极化电荷）*的比较第38页，共59页，星期日，2025年，2月5日*相对电容率，无量纲，纯数；绝对电容率与量纲同真空中的电容率。真空：一般：见书102表3-1第39页，共59页，星期日，2025年，2月5日*求：①介质中D、E、P=?②C介/C0=?S例1：解：①②平行板电容器内充满相对介电常数为εr的电介质,板上电荷面密度为??oεrS1S2第40页，共59页，星期日，2025年，2月5日*例2一无限大各向同性均匀介质平板厚度为d相对介电常数为?r，内部均匀分布体电荷密度为?0的自由电荷。求：介质板内、外的DEP解：面对称平板取坐标系如图处以x=0处的面为对称面，过场点（坐标为x）作底面积为S0正柱形高斯面S。第41页，共59页，星期日，2025年，2月5日*第42页，共59页，星期日，2025年，2月5日第1页，共59页，星期日，2025年，2月5日*第3章静电场中的电介质目录§1概述§2偶极子§3电介质的极化§4极化电荷§5有电介质时的高斯定理§6有介质时的静电场方程§7电场的能量第2页，共59页，星期日，2025年，2月5日*§1概述导体中导体感应电荷，感应电场又反过来影响原电场，静电平衡。电介质电介质是绝缘体，不导电物体，在电场中怎样？深入到介质内部，许多物理量都涉及到微观值和宏观值的问题。宏观试验测量的是物理量的宏观值，宏观值是微观值在物理无限小体积中的平均值。真空中库仑定律基本规律{第3页，共59页，星期日，2025年，2月5日*§2、偶极子一、重心模型电介质是由中性分子构成的，所谓中性，是分子正负电荷的代数和为零，而不是没有带电粒子。由于分子内在力（原子核力等）的约束，电介质分子中的带电粒子不能发生宏观的位移，这些带电粒子称为束缚电荷。“重心模型”——当场点与分子的距离远大于分子的线度时，可以认为分子中所有正电荷和所有负电荷分别集中于两个几何点，这两个几何点分别叫正、负电荷的“重心”（两个重心不一定重合）。第4页，共59页，星期日，2025年，2月5日*电偶极子——两个相距很近而且等值异号的点电荷组成的带电系统。电偶极子的电偶极矩：中性分子电偶极子二、电偶极子激发的静电场:（第1章已讲）任意点的场：分子偶极子第5页，共59页，星期日，2025年，2月5日*连线上的场：中垂线上的场：第6页，共59页，星期日，2025年，2月5日*三、偶极子在外电场中所受的力矩外场是指除偶极子的电荷以外的所有电荷激发的电场。1）先讨论均匀外电场的情形如图，偶极子的两个点电荷受到的电场力等值反向，整个偶极子受到的合外力为零。但