電介質(zhì)及其極化完整演示文稿

電介質(zhì)及其極化完整演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)一、有極分子和無(wú)機(jī)分子電介質(zhì)電介質(zhì)是電阻率很大、導(dǎo)電能力很差的物質(zhì)。在靜電問(wèn)題中，常把電介質(zhì)看作理想的絕緣體。有極分子：分子的正電荷中心與負(fù)電荷中心不重合。ClHpHHPoNHHHP目前二頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)+有極分子的等效電偶極矩：整個(gè)電介質(zhì)可以看成是無(wú)數(shù)的點(diǎn)偶極子的聚集體。雖然每個(gè)分子的等效點(diǎn)偶極矩不為零，但不管從電介質(zhì)整體來(lái)看，還是從電解質(zhì)的某一小體積來(lái)看，電解質(zhì)是呈中性的。目前三頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)無(wú)極分子：分子的正電荷中心與負(fù)電荷中心重合。無(wú)極分子的等效電偶極矩：無(wú)極分子電介質(zhì)整體也是呈中性的。目前四頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)二、電介質(zhì)的極化1、無(wú)極分子的位移極化加上外電場(chǎng)后，在電場(chǎng)力作用下電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷中心不再重合，形成一個(gè)電偶極子，它們的等效電偶極矩P的方向都沿著電場(chǎng)的方向。目前五頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)電介質(zhì)的兩個(gè)和外電場(chǎng)強(qiáng)度相垂直的表面層里，將分別出現(xiàn)正電荷和負(fù)電荷。這些電荷不能離開(kāi)介質(zhì)，也不能在電介質(zhì)中自有移動(dòng)，我們稱之為極化電荷。這種在外電場(chǎng)作用下，在電介質(zhì)中出現(xiàn)極化電荷的現(xiàn)象叫做電介質(zhì)的極化。由于無(wú)極分子的極化在于正、負(fù)電荷中心的相對(duì)位移，所以常叫做位移極化。目前六頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)2、有極分子的取向極化在外電場(chǎng)中有極分子的固有電矩要受到一個(gè)力矩作用，電矩方向轉(zhuǎn)向和外電場(chǎng)方向趨于一致。無(wú)外電場(chǎng)時(shí)，有極分子電偶極矩取向不同，整個(gè)介質(zhì)不帶電。目前七頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)有機(jī)分子的極化就是等效電偶極子轉(zhuǎn)向外電場(chǎng)的方向，所以叫做取向極化。一般來(lái)說(shuō)，分子在取向極化的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生位移極化，但是，對(duì)于有極分子電介質(zhì)來(lái)說(shuō)，在靜電場(chǎng)作用下，取向極化的效應(yīng)比位移極化的效應(yīng)強(qiáng)得多，所以有極分子的極化機(jī)理是取向極化。目前八頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)三、電極化強(qiáng)度上面從分子的結(jié)構(gòu)出發(fā)，說(shuō)明了兩類不同的電介質(zhì)的極化過(guò)程，這兩類電介質(zhì)極化的微觀過(guò)程雖然不同，但宏觀的效果卻是相同的，都是在電介質(zhì)的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)了異號(hào)的極化電荷，在電介質(zhì)內(nèi)部有沿電場(chǎng)方向的電偶極矩。目前九頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)1、電極化強(qiáng)度矢量單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和電極化強(qiáng)度的單位是2、電極化強(qiáng)度與總場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系式中的比例因數(shù)和電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，叫做介質(zhì)的電極化率。目前十頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)3、束縛電荷與電極化強(qiáng)度的關(guān)系：電偶極矩電偶極矩的矢量和因斜柱體的體積為

，按定義，電極化強(qiáng)度P的大小為目前十一頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)上式表明，電介質(zhì)極化時(shí)產(chǎn)生的極化電荷的面密度，等于電極化強(qiáng)度沿外法線方向的分量。例9-4半徑R

的介質(zhì)球被均勻極化，極化強(qiáng)度為P。求：1)介質(zhì)球表面的分布；2)極化電荷在球心處的場(chǎng)。目前十二頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)由此可知，右半球面上左半球面上2)在球面上取環(huán)帶解：1)球面上任一點(diǎn)目前十三頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)E沿x軸負(fù)方向。在球心處的場(chǎng)目前十四頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)§9-5電介質(zhì)中的靜電場(chǎng)空間任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)該是外電場(chǎng)總電場(chǎng)極化電荷所激發(fā)電場(chǎng)目前十五頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)一、平行板電容器均勻電介質(zhì)極板間電介質(zhì)中的合場(chǎng)強(qiáng)E的大小為+++

+

+----E目前十六頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)電介質(zhì)中的電極化強(qiáng)度為而代入上式得目前十七頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)上式表明，在均勻電介質(zhì)充滿整個(gè)電場(chǎng)的情況下，電介質(zhì)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)E為場(chǎng)強(qiáng)的倍。兩極板間的電勢(shì)差目前十八頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)設(shè)極板的面積為S,則極板上總的電荷量為極板間充滿均勻電介質(zhì)后的電容為即電容為兩極板間是真空時(shí)電容的倍。目前十九頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)由式得和有如下關(guān)系電介質(zhì)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)減弱為外場(chǎng)的這一結(jié)論并不普遍成立，但是電介質(zhì)內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)減弱卻是比較普遍的。目前二十頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)二、均勻電介質(zhì)球處于均勻外電場(chǎng)放入電介質(zhì)球前的均勻電場(chǎng)目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十三頁(yè)\編于三點(diǎn)放入介質(zhì)球后球內(nèi)外空間合場(chǎng)強(qiáng)的分布++++++++目前二十二頁(yè)\總數(shù)