電偶極子PPT課件

1、1 P是矢量，它是表征電偶極子整體電性質(zhì)的重要物理量。記為：電偶極子的電偶極矩電偶極子中的一個(gè)電荷的電量與軸線的乘積，簡(jiǎn)稱電矩。LqP=9.4 9.4 電偶極子第1頁/共39頁2二、電偶極子電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電勢(shì)Aqq0rrrxy解Ar=rrrrqUUU0 4cos0rrr2rrr=rqU0 41=rqU0 419.4 9.4 電偶極子第2頁/共39頁3=rrrrqUUU0 4qq0rrrxyAr200cos 4rrq20cos 41rp=20 41rpU20 41rpU0=U0=2=9.4 9.4 電偶極子第3頁/共39頁4其場(chǎng)強(qiáng)分布的特點(diǎn)：場(chǎng)強(qiáng)與電矩成正比，說明電偶極矩決定著電偶極子的電場(chǎng)性

2、質(zhì)。三、 電偶極子軸線延長(zhǎng)線上的場(chǎng)強(qiáng)：322)(rPkrPkdrddrdUE=9.4 9.4 電偶極子第4頁/共39頁5四、 電偶層（electric double layer）1、定義： 指相距很近、互相平行且?guī)в械戎诞愄?hào)電荷面密度的兩個(gè)帶電表面。2、計(jì)算電勢(shì)方法：計(jì)算電偶層電場(chǎng)中各點(diǎn)的電勢(shì)時(shí)，可將電偶層看成是由許多平行排列的電偶極子所組成的。9.4 9.4 電偶極子第5頁/共39頁69.4 9.4 電偶極子第6頁/共39頁7令 = : 電偶層單位面積的電偶極矩，稱為層矩，它表征電偶層的特性。2cosrdSkdUds=9.4 9.4 電偶極子W=dkdUt第7頁/共39頁8對(duì)的規(guī)定：若從點(diǎn)看

3、到的電偶層元是帶正電荷面密度的那一面，則取正值；反之，取負(fù)值。整個(gè)電偶層在a點(diǎn)的電勢(shì)為：W=SadkdUUt9.4 9.4 電偶極子第8頁/共39頁9式中為電偶層各個(gè)面積元對(duì)點(diǎn)所張的立體角的代數(shù)和。如果整個(gè)電偶層上層矩都相等，則W=W=ttkdkUa9.4 9.4 電偶極子3、均勻電偶層的電勢(shì) 構(gòu)成閉合曲面時(shí):膜外空間各點(diǎn)電勢(shì)為零，而膜內(nèi)空間各點(diǎn)的電勢(shì)為： -4k 第9頁/共39頁10第六節(jié) 心電知識(shí)一、心電場(chǎng)（cardio-electric field）1、心肌細(xì)胞的電偶極矩第10頁/共39頁119.6 9.6 心電知識(shí)第11頁/共39頁129.6 9.6 心電知識(shí)2、心電偶的電性質(zhì)第12頁

4、/共39頁13二、心電圖9.6 9.6 心電知識(shí)第13頁/共39頁14第14頁/共39頁159.6 9.6 心電知識(shí)第15頁/共39頁16第16頁/共39頁17三、心電圖導(dǎo)聯(lián)9.6 9.6 心電知識(shí)第17頁/共39頁189.6 9.6 心電知識(shí)第18頁/共39頁19一、電介質(zhì)的極化(dielectric polarization)(dielectric polarization)3、有極分子電介質(zhì)9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)2、無極分子電介質(zhì)1、電介質(zhì)概念4、束縛電荷5、電介質(zhì)極化第19頁/共39頁206 、 位 移 極 化 （ d i s p l a c e m e n t polari

5、zation）9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第20頁/共39頁217、取向極化(orientation polarization)9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第21頁/共39頁22式中表示內(nèi)第i個(gè)分子的電矩，n為內(nèi)的分子數(shù)。在SI制中P的單位是Cm-2。取電介質(zhì)中單位體積元內(nèi)所有分子電矩的矢量和，定義為該點(diǎn)的電極化強(qiáng)度矢量：VpPniiD= 18、電極化強(qiáng)度(orientation polarization)9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第22頁/共39頁23式中e取決于電介質(zhì)的性質(zhì)，與場(chǎng)強(qiáng)無關(guān)，叫做電介質(zhì)的電極化率。實(shí)驗(yàn)表明，在各向同性電介質(zhì)中，任一點(diǎn)的電極化強(qiáng)度與該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向相同

6、且大小成正比，即EPe0c=9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第23頁/共39頁24 二、電介質(zhì)中的靜電場(chǎng) 1、電極化強(qiáng)度和極化電荷9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第24頁/共39頁25 則極化強(qiáng)度大小為 厚度為d的均勻電介質(zhì)置于（真空中的）均勻電場(chǎng)E0中，產(chǎn)生均勻極化。底面積為S的柱體，且S上的極化電荷面密度為 dSpnii=s1s=SdpPnii19.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第25頁/共39頁26 2、電介質(zhì)中的場(chǎng)強(qiáng) E = E0 EP 。在均勻外電場(chǎng)中，這三個(gè)矢量互相平行，故可寫成：在平衡時(shí)，在電介質(zhì)內(nèi)部的總場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)是這兩者的矢量和。則附加電場(chǎng)Ep正、負(fù)極化電荷層在電介質(zhì)內(nèi)部激發(fā)的電場(chǎng)。

7、pEEE=09.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第26頁/共39頁27此時(shí)有 =，則 = ，并由于與0 反向，故合場(chǎng)強(qiáng)大小為000s=E0s=PEEEEEEePc=00ssc000001=rreEEE9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第27頁/共39頁28電容率（permittivity）：=（+) = 0。相對(duì)電容率(relative permittivity)：=+是表征電介質(zhì)在外加電場(chǎng)中極化性質(zhì)的物理量，是無單位的純數(shù)，其值愈大，電介質(zhì)極化愈強(qiáng)，其對(duì)原電場(chǎng)削弱就愈厲害。9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第28頁/共39頁29第29頁/共39頁30 三、電位移 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 當(dāng)空間內(nèi)有電介

8、質(zhì)存在時(shí)，高斯定理依然成立。只要把高斯面內(nèi)所有自由電荷q0和所有極化電荷q同時(shí)考慮在內(nèi)，即高斯定理仍成立：)(11000=iiiSqqqSdE9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第30頁/共39頁319.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第31頁/共39頁32表明：通過任意閉合曲面的電位移通量等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。這就是有電介質(zhì)存在時(shí)的高斯定理，也稱為D的高斯定理。它是電磁學(xué)的基本規(guī)律之一。=niiSqSdD109.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)D=E第32頁/共39頁33四、電容器及其電容1、電容器(condenser)：能儲(chǔ)存能量、彼此絕緣而又靠近的導(dǎo)體系統(tǒng)2、電容(capacita

9、nce)： C =Q/U 單位：法、微法9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第33頁/共39頁34dS3、平板電容器+ + + +QQ-SQE00s=（2）兩帶電平板間的電場(chǎng)強(qiáng)度（1）設(shè)兩導(dǎo)體板分別帶電QSQdEdU0=（3）兩帶電平板間的電勢(shì)差dSUQC0=（4）平板電容器電容9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第34頁/共39頁35五、 電容器的能量22e21212CUQUCQW=電容器貯存的電能1. 1. 一個(gè)電容器的能量可由整個(gè)放電過程中電場(chǎng)力所做的功來量度。2. 2. 公式：3. 3. 討論：n（1）無論電容器結(jié)構(gòu)如何，以上結(jié)論均正確。n（2）Q、UAB 分別為放電開始前任一極板所帶的電量及

10、兩極板之間的電勢(shì)差。n（3）當(dāng)兩電容器極板間電勢(shì)差相等時(shí)，電容器所儲(chǔ)存的能量與其電容C成正比，故C是表征電容器儲(chǔ)能本領(lǐng)的物理量。9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第35頁/共39頁36六、靜電場(chǎng)的能量2e21CUW =物理意義電場(chǎng)是一種物質(zhì)，它具有能量. .電場(chǎng)空間所存儲(chǔ)的能量 =VVVEVwWd21d2ee電場(chǎng)能量密度2e21Ew=2)(21EddS=SdE221=9.5 9.5 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)第36頁/共39頁371R2R例9-49-4 如圖所示, ,球形電容器的內(nèi)、外半徑分別為 和 ，所帶電荷為 若在兩球殼間充以電容率為 的電介質(zhì)，問此電容器貯存的電場(chǎng)能量為多少？2R1RQ解rrd4222e3221rQEw=rrQVwWd8dd22ee=)11(8d8d212R