第三章电场中的电介质.ppt

1、第1、3章静电场的遗传介质，第2、3章静电场的遗传介质目录1概述2偶极3电的极化4极化电荷5有介质时的高斯定理6牙齿介质时的静电场方程7电场的能量，3、1概述，深入介质内部时，大量物理量包括微观值和宏观值的问题。宏观实验测量物理量的宏观值，宏观值是物理无限体积到微观值的平均值。真空中的库仑定律基本定律，4，2，偶极，1，重心模型介质由中性分子组成，所谓中性，分子正负电荷的对数和0，代替没有电的粒子为0。由于分子内在力(原子核力等)的限制，遗传介质分子中的传记粒子中不能发生宏观位移。这种传记粒子叫做束缚电荷。“重心模型”可以认为，当与分子的距离远远大于分子的先导时，分子的所有正电荷和所有负电荷都

2、集中在两个称为正电荷的“重心”的几何点上(两个中心不一定重合)。5，两个传记偶极徐璐非常近，由等效点电荷组成的传记系统。传记偶极的电偶极矩：2，传记偶极激发的静电场：(第一章)，任意点的场：分子偶极，6，连接上的场：7，3，连接上的场；1)首先讨论均匀外部电场。例如，偶极的两点电荷所接收的电场力的等价值反转，整个偶极所接收的合力为零。但是，如果两个力的作用力线不一致，偶极会得到大小，8，的力矩的方向垂直于纸张，指向读者的力矩。力矩矢量表示，在外场保持恒定的情况下，偶极接收的力矩(大小方向)是唯一确定的。力矩想把偶极矩转向与外场一致的方向。平行或半平行时，力矩为零。平行的时候是稳定的平衡，反平行

3、的时候是不稳定的平衡。对于非均匀电场，偶极除力矩外还受到合力作用。因此，偶极一般具有平移和旋转。9，3，介电极化，1，变位极化和取向极化，无极分子介电：在没有外场的情况下，每个分子的正负电荷“重心”牙齿一致，分子偶极矩为零。(氢、甲烷、石蜡等)，极分子介质：在没有外场的情况下，每个分子的正负电荷“重心”牙齿不一致，分子偶极矩不等于零牙齿。(水、有机玻璃等)，10，11，2。有电场时，传记介质极化，宏观上传记，12，结论：极化的总效果是介质边缘出现电荷分布！这些电荷仍然绑定在每个分子上，因此被称为束缚电荷或极化电荷。2，极化强度说明极化强弱的物理量，13，1，极化强度是测定电介质极化程度和方向的

4、物理量。2.只有空间矢量点函数、均匀极化、电极化强度是上矢量。3、真空传记极化强度为0；4，介质均匀极化，分子数密度为N时，注意：3，极化强度和场强之间的关系，1，各向同性介质，实验结果：14，反映了被称为极化率的介质各点的宏观特性。称为相对遗传常数。各向同性：表示介质在各个方向的电气特性相同。也就是说，当外场作用不同的方向时，极化状态相同。a，极化程度相同，B，极化方向沿外部电场方向。如果每个点都不相关，则称为各向同性线性基因组。每个点的相同基因组称为统一基因组。我们研究的都是各向同性线性基因组。15，2，各向异性介质，极化强度与外场的关系和方向有关。相同大小的场强与方向牙齿不同，发生的大小

5、和方向也可能不同。极化率一般是张量。不是常数，而是元件。非线性光学中研究这种问题。16，4，极化电荷，1，极化电荷由介质极化产生的宏观电荷。(1)电荷是微观粒子属性，因此强调宏观。(2)介质，宏观上不一定有电，取物理无限小体元素后，在电场作用下会出现宏观电荷。17，2，极化强度与极化电荷的关系，在极化介质内任意封闭面S。基本认识：1)S把S附近的介电分子分成两部分。一个在S内部，一个在S外部。2)只有通过电偶极矩S的分子对S内外极化电荷有贡献。或被S切成两部分的偶极对极化电荷的贡献。18，1。面源dS附近分子对S内极化电荷的贡献，分子数密度在N，dS附近薄层内被认为介质均匀极化，dS成为底部，

6、L(偶极正电荷的距离)倾斜的圆柱体。只有中心落在薄层内的偶极对对S内电荷的贡献。所以，19，面内极化电荷的正负考虑到电荷的正负，小面源dS附近分子对面内极化电荷的贡献度为20，3。要注意，极化带电体密度，S面包围的体积是无限的，牙齿点的极化带电体密度在均匀极化时传记介质内部的极化带电体密度为零。(阿尔伯特爱因斯坦，美国电视电视剧，电荷)，如图所示，平行板电容器极板之间充满了传记介质，均匀的电场作用使介质均匀极化。取一个身体元素，截面ABCD，只有AB和CD的两个方面与偶极相交。均匀极化在各个地方都是相同的，因此被两个方面切割的偶极数相同。如果AB把偶极的正电荷留在长方体内，那么CD一定把偶极的

7、负电荷放在长方体内，两者的绝对值相同。因此，长方体内极化带电体密度为零。，自由电荷和极化电荷一起发生的场，外场产生自由电荷)，介质极化产生极化电荷，极化电荷产生电场，介质内的合场强度求出27，板块内的电场强度。解决方案：介质被均匀的强电场均匀极化，在表面出现束缚电荷。内部场自由电荷耦合电荷一起生成(例如，1平行板块电容器，自由电荷表面密度为0，其间充满相对介电常数为R的均匀各向同性线性介电体)。28，介质存在时电容器的电容，自由电荷，介质存在时的电容，36，5，介质存在时的高斯定理，1，电位移动矢量，介质的高斯定理因为：37，介质存在时的高斯定理3360，自由电荷代数，静电场位移矢量的通量等于

8、封闭面内的自由电荷的对数，38，1)介质存在时静电场性质的基本方程2)应用于电场的解密：具有某种对称性的情况下，高斯定理对电场，基本思想，39，各向同性介质，实验表明，电容，电位移动矢量，(所有介质)，(各向同性定义：定律：相关功率)，真空：一般：见书102表3-1，42，拜托：介质中的D，E，P=？c介质/C0=？S，示例1:解释：平行板电容器内有相对介电常数为R的介电，板电荷表面密度为o，43，示例2 1无限等向均匀介质板厚度为D相对介电率R，内部均匀分布电荷密度为0的自由电荷。查找：介质板内部，外部D E P，求解：面向平面曲面，采取坐标系，x=0的面作为对称面，场点(坐标x)的底面为S0正形高斯面S。44、45、统一字段、46、2)介质表面与对立表面一致。没有介质时，真空：50，7，电场的能量，传记系统的静电能量(第2章说明)，51，物理意义：电场是有能量的物质。以平行板块电容器为例，如52、常规、53、示例1所示，球形电容器的内外半径分别为和，并带有电荷。如果在两个球体外壳之间填充基于电容速度的转售，请问牙齿电容器中存储的电场能量是多少。分析：54，(球形电容器电容)，(1)，(2)，(存储在孤立导体球上的能量)，55，分析，单位