物理學(xué)下5電介質(zhì)中的電極化強P與電位移

物理學(xué)下5電介質(zhì)中的電極化強P與電位移第1頁/共27頁

有極分子：分子正負(fù)電荷中心不重合。無極分子：分子正負(fù)電荷中心重合；電介質(zhì)CH+H+H+H+正負(fù)電荷中心重合甲烷分子+正電荷中心負(fù)電荷中心H++HO水分子——分子電偶極矩四、電介質(zhì)的極化第2頁/共27頁

1.無極分子的位移極化無外電場時加上外電場后+++++++極化電荷極化電荷第3頁/共27頁2.有極分子的轉(zhuǎn)向極化+++++++++++++++++++++++++++無外電場時電偶極矩取向雜亂無章兩端面出現(xiàn)極化電荷層轉(zhuǎn)向外電場加上外場第4頁/共27頁第5頁/共27頁*五、電極化強度和極化電荷1、電極化強度(矢量)單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和描述了電介質(zhì)極化強弱，反映了電介質(zhì)內(nèi)分子電偶極矩排列的有序或無序程度。極化電荷表面極化電荷第6頁/共27頁2、極化電荷和極化強度關(guān)系(1)均勻介質(zhì)極化時，其表面上某點的極化電荷面密度，等于該處電極化強度在外法線上的分量。(2)在電場中，穿過任意閉合曲面的極化強度通量等于該閉合曲面內(nèi)極化電荷總量的負(fù)值。第7頁/共27頁第8頁/共27頁情況一：第9頁/共27頁情況二：第10頁/共27頁情況三：第11頁/共27頁我們再來舉例形象地證明如下的束縛體電荷與電極化矢量的關(guān)系：下面的論證要調(diào)用到以下這個結(jié)果第12頁/共27頁第13頁/共27頁證明可見下面兩頁第14頁/共27頁第15頁/共27頁第16頁/共27頁第17頁/共27頁第18頁/共27頁無限大均勻電介質(zhì)中

充滿電場空間的各向同性均勻電介質(zhì)內(nèi)部的場強大小等于真空中場強的倍，方向與真空中場強方向一致。介質(zhì)中的場極化電荷的場自由電荷的場*六、電介質(zhì)中的電場第19頁/共27頁1、線性各向異性電介質(zhì)

它表示張量在坐標(biāo)中的9個分量，叫做電介質(zhì)的極化率張量。的關(guān)系是線性關(guān)系時，電介質(zhì)叫做線性電介質(zhì)。第20頁/共27頁2、鐵電體

與的關(guān)系是非線性的，甚至與之間也不存在單值函數(shù)關(guān)系。如：酒石酸鉀鈉（NaKC4H4O6）及鈦酸鋇（BaTiO3）（1）、由于鐵電體具有電滯效應(yīng)，經(jīng)過極化的鐵電體在剩余極化強度Pr和-Pr處是雙穩(wěn)態(tài)，可制成二進(jìn)制的存儲器。（2）、鐵電體的相對介電常數(shù)r不是常數(shù)，隨外加電場的變化。利用鐵電體作為介質(zhì)可制成容量大、體積小的電容器。

鐵電體的性能和用途第21頁/共27頁3、壓電體1880年居里兄弟發(fā)現(xiàn)石英晶體被外力壓縮或拉伸時，在石英的某些相對表面上會產(chǎn)生等量異號電荷。

——壓電效應(yīng)

（3）、鐵電體在居里點附近，材料的電阻率會隨溫度發(fā)生靈敏的變化，可以制成鐵電熱敏電阻器。

（4）、鐵電體在強光作用下能產(chǎn)生非線性效應(yīng)，常用做激光技術(shù)中的倍頻或混頻器件。4、駐極體極化強度并不隨外場的撤除而消失。如：石蠟第22頁/共27頁七、有電介質(zhì)時的高斯定理自由電荷極化電荷電位移矢量真空中介質(zhì)中第23頁/共27頁第24頁/共27頁小結(jié)：電位移D滿足特別地，對于線性電介質(zhì)，第25頁/共27頁介質(zhì)中的高斯定理自由電荷

通過