大學(xué)物理：第06章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2

復(fù)習(xí)：等勢(shì)面、電勢(shì)梯度：靜電平衡下的導(dǎo)體：內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零內(nèi)部沒(méi)有凈電荷表面上各點(diǎn)的電荷密度與表面鄰近處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小成正比5.空腔導(dǎo)體5.1腔內(nèi)無(wú)電荷的情況3）空腔內(nèi)表面處處無(wú)電荷。電勢(shì)、電場(chǎng)：實(shí)心導(dǎo)體與空心導(dǎo)體等效2）導(dǎo)體殼與空腔形成等勢(shì)區(qū)。1）導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零，腔內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零。5.2腔內(nèi)有電荷的情況導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零，導(dǎo)體殼為等勢(shì)體?？涨粌?nèi)場(chǎng)強(qiáng)不再為零，空腔內(nèi)不再為等勢(shì)區(qū)。

空腔內(nèi)表面所帶電荷與腔內(nèi)帶電體所帶電荷的代數(shù)和為零。外表面電荷分布與實(shí)心導(dǎo)體相同。-qq+Q+q5.3靜電屏蔽內(nèi)屏蔽：空腔導(dǎo)體起到屏蔽外電場(chǎng)的作用

利用空腔導(dǎo)體對(duì)腔內(nèi)、腔外進(jìn)行靜電隔離。-----+++++外屏蔽：接地的導(dǎo)體空腔可以屏蔽內(nèi)、外電場(chǎng)的影響。--------------------++++++++++++++++++++防靜電屏蔽袋屏蔽線高壓電防護(hù)服高壓作業(yè)（1）疊加法求電勢(shì)：三層均勻帶電球面,電勢(shì)疊加（2）金屬球表面：q球殼內(nèi)表面：-q球殼外表面：無(wú)電荷q3=0接地結(jié)果：q3（3）作業(yè)：6-2*、6-7§6-2靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)1.電介質(zhì)的極化2.極化強(qiáng)度與極化電荷3.有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理H+H+H+H+C-4無(wú)極分子：CH4有極分子：H2OH+H+O--電介質(zhì)：電阻率很大，導(dǎo)電性能很差的物質(zhì)。即絕緣體。1.電介質(zhì)的極化電介質(zhì)

電介質(zhì)的特點(diǎn)：分子中的正負(fù)電荷束縛很緊，介質(zhì)內(nèi)部幾乎沒(méi)有自由電荷。區(qū)別：分子的正、負(fù)電荷中心在無(wú)外場(chǎng)時(shí)是否重合。

（有無(wú)固有的電偶極矩）±±±±±±±±±±±±±±±

+

+

+E0E0+++

+

+

++++E0

+

+

+E0電介質(zhì)的極化過(guò)程無(wú)極分子的位移極化有極分子的轉(zhuǎn)向極化無(wú)極分子在外場(chǎng)作用下正負(fù)電荷中心發(fā)生偏移而產(chǎn)生的極化稱(chēng)為位移極化。有極分子在外場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的極化稱(chēng)為轉(zhuǎn)向極化。

在外電場(chǎng)的作用下，電介質(zhì)表面出現(xiàn)凈電荷的現(xiàn)象稱(chēng)為電介質(zhì)的極化。

電介質(zhì)的極化的結(jié)果：

電介質(zhì)的極化：

這些電荷稱(chēng)為極化電荷或束縛電荷。2.極化強(qiáng)度與極化電荷描述電介質(zhì)的極化程度的物理量。（C﹒m-2）

電極化強(qiáng)度為矢量。2.1極化強(qiáng)度設(shè)V內(nèi)各分子電偶極矩都相同：則n為分子電偶極矩的空間密度。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于各向同性的電介質(zhì)，在E0不太大的情況下，有：稱(chēng)為介質(zhì)的極化率2.2極化電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系極化體電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系：

只有跨過(guò)閉合面邊界的分子對(duì)閉合面內(nèi)極化電荷代數(shù)和有貢獻(xiàn)

閉合面內(nèi)極化電荷代數(shù)和等于因極化而穿過(guò)閉合面邊界的電荷代數(shù)和（“穿出”的貢獻(xiàn)為正，“穿入”的貢獻(xiàn)為負(fù)）的負(fù)值。假設(shè)穿過(guò)dS各分子電偶極矩都相同極化面電荷與極化強(qiáng)度的關(guān)系：

在均勻電介質(zhì)（χe=常量）中，極化電荷只出現(xiàn)在介質(zhì)表面或兩種介質(zhì)的分界面上。設(shè)在均勻介質(zhì)表面取一斜圓柱體，體積為dV。均勻電介質(zhì)表面上產(chǎn)生的極化電荷面密度，在數(shù)值上等于該處電極化強(qiáng)度P在