大學(xué)物理課件：第10章 導(dǎo)體電介質(zhì)-01

1、第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)第 十 章靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)前一章我們討論的是真空中的靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)中除了場(chǎng)源電荷、試探電荷外，不存在其它由原子、分子構(gòu)成的物質(zhì)。如果存在其它物質(zhì)，它們對(duì)電場(chǎng)有何影響呢?這是本章要討論的問(wèn)題通常按導(dǎo)電性的差異將物體分為：導(dǎo)體、絕緣體(電介質(zhì))、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體。本章主要研究靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)對(duì)電場(chǎng)的作用, 電介質(zhì)的極化機(jī)理, 及其描述和自由電荷之間的關(guān)系等。概論概論第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容10-1 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體(金屬)1導(dǎo)體靜電平衡條件2帶電導(dǎo)體在靜電場(chǎng)中的電荷分布3靜 電 屏 蔽第十章 靜電場(chǎng)中

2、的導(dǎo)體和電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體（金屬）金屬導(dǎo)體內(nèi)部包含有大量的自由電子金 屬當(dāng)導(dǎo)體未帶電或未受到外電場(chǎng)作用時(shí)，這些自由電子在金屬導(dǎo)體內(nèi)作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)使得其內(nèi)部的自由電子負(fù)電荷與晶格離子正電荷彼此中和，因此導(dǎo)體的任何部分都呈電中性。導(dǎo)體的重要特征第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)如果將金屬導(dǎo)體放在外電場(chǎng)中，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例在外電場(chǎng)作用下，導(dǎo)體中的自由電子將沿外電場(chǎng)反向作定向運(yùn)動(dòng)，這樣自由電子是必在導(dǎo)體的一端堆積起來(lái)。使導(dǎo)體的一端因多余電子而帶負(fù)電，而另一端因缺少電子而帶正電靜電感應(yīng)。堆積起來(lái)的這些電荷稱為感應(yīng)電荷。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)電荷在兩端的堆積不會(huì)永遠(yuǎn)進(jìn)行下去。0EE0

3、E因?yàn)樵趦啥硕逊e的正負(fù)電荷也要激發(fā)電場(chǎng)EE與 方向相反0E最終0EE00EEE開始時(shí)，0E隨著兩端電荷的數(shù)量增多，不斷增大E0E感應(yīng)電場(chǎng)E導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零，宏觀上自由電子將不再作定向運(yùn)動(dòng)，電荷在兩端的堆積行為終止。 導(dǎo)體的靜電平衡狀態(tài)第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)一、導(dǎo)體的靜電平衡當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)部和表面無(wú)自由電荷的定向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。導(dǎo)體靜電平衡的條件：表面上場(chǎng)強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面0內(nèi)E0內(nèi)E外E導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)處處為零第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)baUU常數(shù)U 0babaldEUU導(dǎo)體靜電平衡時(shí)，導(dǎo)體各點(diǎn)電勢(shì)相等，即導(dǎo)體是等勢(shì)體，導(dǎo)體表面是等勢(shì)面。證：在導(dǎo)體上任取兩點(diǎn)a 和 b，二、

4、處于靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的電勢(shì)0內(nèi)Eabld導(dǎo)體為等勢(shì)體是導(dǎo)體體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零的必然結(jié)果靜電平衡條件的另一種表述第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)由導(dǎo)體的靜電平衡條件和靜電場(chǎng)的基本性質(zhì)，可以得出導(dǎo)體上的電荷分布規(guī)律：導(dǎo)體體內(nèi)凈余電荷處處為零0SSdE0ViidVq0在導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)處取一閉合曲面 S閉合曲面任取證畢無(wú)論導(dǎo)體原來(lái)是否帶電，當(dāng)導(dǎo)體處于靜電平衡時(shí),導(dǎo)體內(nèi)凈余電荷處處為零，電荷只能分布在導(dǎo)體表面！三、靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布證明：S0內(nèi)E由高斯定理第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)四、導(dǎo)體表面附近場(chǎng)強(qiáng)與表面面電荷密度關(guān)系SSdESdESdESdE下底側(cè)上底),(zyx設(shè)導(dǎo)體表面電荷面密度為),(zy

5、xE表相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為設(shè)P 是導(dǎo)體外無(wú)限靠近導(dǎo)體表面的一點(diǎn)00dSE上底SE 表0S0表EPn表E導(dǎo)體導(dǎo)體導(dǎo)體表面導(dǎo)體表面S對(duì)比：無(wú)限大均勻帶電平面02E第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)人們得到一些定性結(jié)論：如：孤立帶電導(dǎo)體球電荷面密度處處相等。特殊情況：孤立帶電導(dǎo)體球、大的平板，它們的面電荷分布是均勻的。在表面凹進(jìn)部分帶電面密度最小在表面凸出的尖銳部分，電荷面密度較大在比較平坦部分，電荷面密度較小五、孤立帶電導(dǎo)體表面電荷分布孤立導(dǎo)體：與其它物體和電荷距離足夠遠(yuǎn)。一個(gè)帶電的孤立導(dǎo)體也要處于靜電平衡狀態(tài)，其凈余電荷只分布在導(dǎo)體表面。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)應(yīng)用：避雷針球形電力設(shè)備對(duì)于

6、具有尖端的帶電導(dǎo)體，因尖端曲率較大，分布的面電荷密度也大，在尖端附近的電場(chǎng)也特別強(qiáng)，當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，附近空氣被電離成電子和正離子其中和尖端所帶電荷異號(hào)的電荷被中和,同號(hào)的電荷被排斥,從尖端附近飛開,好象被尖端“噴射”出來(lái)一樣, 形成放電現(xiàn)象，稱為-尖端放電防護(hù)：第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)電 勢(shì)靜電平衡條件： 靜電平衡：導(dǎo)體中電荷的宏觀定向運(yùn)動(dòng)終止，電荷分布不隨時(shí)間改變。 電 場(chǎng) 導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零0內(nèi)E表面場(chǎng)強(qiáng)垂直于導(dǎo)體表面0表E整個(gè)導(dǎo)體為一等勢(shì)體導(dǎo)體表面是一個(gè)等勢(shì)面靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體歸納歸納第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(D) 導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)與其表面上任一點(diǎn)的 電勢(shì)差等于零 當(dāng)一個(gè)

7、帶電導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)：(A) 表面上電荷密度較大處電勢(shì)較高(B) 表面曲率較大處電勢(shì)較高(C) 導(dǎo)體內(nèi)部的電勢(shì)比導(dǎo)體表面的電勢(shì)高如圖所示，將一負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移到一個(gè)不帶電的導(dǎo)體附近，則導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度 導(dǎo)體的電勢(shì) (填增大、不變、減小)為零為零減小減小例題例題v第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)六、 空腔導(dǎo)體的靜電平衡空腔導(dǎo)體（導(dǎo)體殼）的幾何結(jié)構(gòu)腔內(nèi)腔外內(nèi)表面外表面討論的問(wèn)題是：當(dāng)空腔導(dǎo)體處于的靜電平衡時(shí)：腔內(nèi) 腔外內(nèi)表面 外表面腔內(nèi)、外表面上的電荷分布特征?腔內(nèi)、腔外空間電場(chǎng)特征?第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì) （1）腔內(nèi)無(wú)帶電體，處于靜電平衡 證明：在導(dǎo)體內(nèi)作一閉合高斯面S包圍內(nèi)表面0通過(guò)

8、閉合面S 的電通量SSdE腔內(nèi)0內(nèi)iq0內(nèi)iq導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零電荷分布在導(dǎo)體外表面，導(dǎo)體內(nèi)部及腔體的內(nèi)表面處處無(wú)凈電荷。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)空腔內(nèi)無(wú)帶電體0腔外帶電體腔外表面電荷腔內(nèi)EEE強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)空腔內(nèi)表面處處無(wú)電荷導(dǎo)體和空腔形成一個(gè)等勢(shì)區(qū)腔內(nèi)無(wú)電場(chǎng)，是導(dǎo)體外表面及其它帶電體的電場(chǎng)共同疊加的結(jié)果。空腔導(dǎo)體處于外電場(chǎng)中時(shí)，外表面受外電場(chǎng)影響，出現(xiàn)電荷重新分布，但總電量仍不變。體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零腔內(nèi)空間的場(chǎng)強(qiáng)處處為零0腔內(nèi)E第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(2) 腔內(nèi)有帶電體，處于靜電平衡狀態(tài)時(shí) 腔體內(nèi)表面上感應(yīng)出的電荷與腔內(nèi)帶電體所帶的電荷等量異號(hào)，腔體外表面所帶的電量由電荷守恒定律決定

9、。未引入q時(shí)放入q后+q原來(lái)的電荷腔體內(nèi)表面感應(yīng)的電荷腔體外表面感應(yīng)的電荷第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)腔內(nèi)有帶電體q-qq導(dǎo)體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為零； 導(dǎo)體內(nèi)表面感應(yīng)產(chǎn)生總電量為 的電荷q另有 的電荷分布在導(dǎo)體外表面上q空腔內(nèi)部電荷及電場(chǎng)變化會(huì)對(duì)導(dǎo)體殼的外界產(chǎn)生影響腔內(nèi)帶電體對(duì)導(dǎo)體殼外的電場(chǎng)有了貢獻(xiàn)。0腔內(nèi)帶電體內(nèi)表面電荷EEq腔內(nèi)的電場(chǎng)不再為零，其分布與電荷q 的電量和分布有關(guān),與內(nèi)表面形狀、腔內(nèi)介質(zhì)等因素有關(guān)，與導(dǎo)體外其它帶電體的分布無(wú)關(guān)這就是說(shuō)：導(dǎo)體空腔外的電荷對(duì)空腔內(nèi)的電場(chǎng) 及電荷分布沒(méi)有影響。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)由于空腔導(dǎo)體具有上述靜電特性，可以利用其對(duì)腔內(nèi)和腔外進(jìn)行靜電隔離，稱

10、之為靜電屏蔽。為了使儀器不受外電場(chǎng)的影響，可將它用導(dǎo)體殼罩起來(lái)由于靜電感應(yīng)使殼的外表面帶上感應(yīng)電荷，而感應(yīng)電荷在腔內(nèi)產(chǎn)生的電場(chǎng)抵消了外電場(chǎng)，使殼內(nèi)空間的合場(chǎng)強(qiáng)為零lenovoOKC4 5 61 2 37 8 9第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)lenovoOKC4 5 61 2 37 8 9靜電屏蔽另一種情況是為了使某帶電體不影響周圍空間，也可用導(dǎo)體殼將它罩起來(lái)，為除去導(dǎo)體殼外表面上因感應(yīng)而出現(xiàn)的同號(hào)電荷，可將導(dǎo)體“接地”，使這部分電荷泄放給大地。使空腔內(nèi)外的電場(chǎng)互不影響靜電感應(yīng)問(wèn)題已被大家所重視，靜電可以給人帶來(lái)災(zāi)害，也可以促進(jìn)生產(chǎn)，改善人們的勞動(dòng)條件。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)qQqQqQ

11、 q關(guān)于靜電屏蔽內(nèi)不影響外外不影響內(nèi)討論討論第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)同心導(dǎo)體球與導(dǎo)體球殼周圍電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，由電場(chǎng)線分布情況可知球殼上所帶總電荷(D)無(wú)法確定(A)(B)(C)0q0q0q在一個(gè)不帶電的導(dǎo)體球殼內(nèi)，先放進(jìn)一電荷為+q的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷不與球殼內(nèi)壁接觸。然后使該球殼與地接觸一下，再將點(diǎn)電荷+q取走。此時(shí)，球殼的電荷為 ，電場(chǎng)分布的范圍是 。q球殼外的整個(gè)空間球殼外的整個(gè)空間 例題例題第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)外表面外表面內(nèi)表面內(nèi)表面球殼外的整個(gè)空間球殼外的整個(gè)空間 電場(chǎng)分布的范圍是：第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)一“無(wú)限大”均勻帶電平面A，其附近放一與它平行的有

12、一定厚度的“無(wú)限大”平面導(dǎo)體板B，如圖所示，已知A上的電荷面密度為+ ，則在導(dǎo)體板B的兩個(gè)表面1和2上的感生電荷面密度為： AB12解: 設(shè)板兩面電荷面密度21 , 由電荷守恒定律21在導(dǎo)體內(nèi)任取一點(diǎn) P由導(dǎo)體靜電平衡條件 P 點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零021EEEEp2E1EE選擇向右為正方向xiE02iE0112iE02220222020102122例題例題第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)解：(1)本問(wèn)題具有球?qū)ΨQ性電荷應(yīng)均勻分布于各個(gè)球面根據(jù)靜電平衡的條件球體A：電量q 應(yīng)均勻分布于表面金屬球 A與金屬球殼 B 同心放置。求:1)電荷分布? 2)電場(chǎng)分布？ 3)球心O的電勢(shì)？ 4)球A和殼B的電勢(shì)UA、U

13、B?已知：球 A的半徑為R1，帶電為q，金屬殼B內(nèi)外半徑分別為R2、R3，帶電為 Q。qABQ1R2R3R球殼B：內(nèi)表面均勻分布電量 -q ， 外表面均勻分布電量( Q + q )qqQq例題例題第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì))(011RrE02212qSdE,RrRS作球形高斯面2S2024rqE作球形高斯面1S根據(jù)靜電平衡條件)(0323RrRE0033iiSqSdE00434QqqSdE,RriiS)(43204RrrQqE)(011RrE)Rr(RrqE2120242)電場(chǎng)分布？1E2E3E4E第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)0l dEVO33221143201RRRRRRl dEl d

14、El dEl dE)(413210RQqRqRqVO)( 011Rr E)(421202RrRrqE)( 0323RrR E)(43204Rr rQqE3)球心O的電勢(shì)？OqqqQ3R2R1R第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)利用電勢(shì)疊加原理AU104Rq204Rq304RqQBU304RqQ4)球A和殼B的電勢(shì)UA、UB?1RAl dEU33221RRRRRl dEl dEl dE3RBl dEUUB是內(nèi)表面，還是外表面的電勢(shì)？第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1R2R2q1q)(41221101RqRqU2210241RqqU21qq 例題例題兩個(gè)薄金屬同心球殼，半徑各為R1和R2 (R2 R1)

15、，分別帶有電荷q1和q2，二者電勢(shì)分別為U1和U2(設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn))，現(xiàn)用導(dǎo)線將二球殼聯(lián)起來(lái)，則它們的電勢(shì)為1 (A) U21 (C)UU 2 (B) U2)( (D)21UU 第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)兩個(gè)帶等量異號(hào)電荷的均勻帶電同心球面，半徑分別為R10.03m和R20.10m。已知兩者的電勢(shì)差為450 V，求內(nèi)球面上所帶的電荷。1R2RQQ解：先分析場(chǎng)強(qiáng)分布 R1內(nèi)R2外，場(chǎng)強(qiáng)為零夾層內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)為：)( 42120RrRrQE2112RREdrU兩球的電勢(shì)差：210114RRQ例題例題第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)QOqrba如圖所示，一內(nèi)半徑為a、外半徑為b的金屬球殼，帶有電荷Q

16、，在球殼空腔內(nèi)距離球心r處有一點(diǎn)電荷q。設(shè)無(wú)限遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，試求(1) 球殼內(nèi)外表面上的電荷；(2) 球心O點(diǎn)處，由球殼內(nèi)表面上電荷產(chǎn)生的電勢(shì)；(3)球心O點(diǎn)處的總電勢(shì)。aqadqUq0044 )2(qQqqOUUUU )3(bQbarq004)111(4例題例題qq第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)ra(A)abUrEln2,4020 rbUrEln2,4020 raUrEln2,200 rbUrEln2,200 (B)(C)(D)一長(zhǎng)直導(dǎo)線橫截面半徑為a，導(dǎo)線外同軸地套一半徑為b的薄圓筒，兩者互相絕緣，并且外筒接地，如圖所示。設(shè)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電荷為+ ，并設(shè)地的電勢(shì)為零，則兩導(dǎo)體之間的P點(diǎn)(

17、OP=r)的場(chǎng)強(qiáng)大小和電勢(shì)分別為：ObP例題例題第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)rbOaPbarP作高斯面，求P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)0QSdES02lrlErE02rbEdrl dEUbrbrPln20第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容10-2 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)1 電介質(zhì)的極化2 電極化強(qiáng)度3 極化電荷與自由電荷第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)一、 有極分子和無(wú)極分子電介質(zhì)無(wú)外電場(chǎng)時(shí)：電介質(zhì)對(duì)外都不顯電性l qpe有極分子電介質(zhì)：（水等）分子的電偶極矩：分子的正電荷中心與負(fù)電荷中心不重合無(wú)極分子電介質(zhì)：（甲烷等）0ep分子的電偶極矩：分子的正電荷中心與負(fù)電荷中心重合關(guān)于電介質(zhì)：內(nèi)部沒(méi)有自由電

18、子，電子處于束縛狀態(tài)，放入外電場(chǎng)中時(shí)電子只作微觀相對(duì)位移，達(dá)到靜電平衡時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)不為零。2OHHl水 H2O甲烷 CH4H4C第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)宏觀上，在外電場(chǎng)作用下，均勻電介質(zhì)的表面出現(xiàn) “極化電荷”的現(xiàn)象 電介質(zhì)極化二、電介質(zhì)的極化電介質(zhì)極化無(wú)極分子電介質(zhì)極化位移極化有極分子電介質(zhì)極化取向極化第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)1、無(wú)極分子電介質(zhì)位移極化 （以均勻各向同性介質(zhì)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)為例）無(wú)外場(chǎng)時(shí)有外電場(chǎng)時(shí)，分子的正、負(fù)電荷中心將發(fā)生相對(duì)位移 有外電場(chǎng)時(shí)位移極化電介質(zhì)內(nèi)部仍然是電中性的。電介質(zhì)的兩側(cè)面上，分別出現(xiàn)正和負(fù)電荷。極化電荷實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：外電場(chǎng)越強(qiáng)，位移極化就越強(qiáng)，表面的極化

19、電荷就越多。第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)無(wú)外場(chǎng)時(shí) 有外電場(chǎng)時(shí)有外電場(chǎng)時(shí)，分子的電偶極矩排列趨向于電場(chǎng)方向。外電場(chǎng)越強(qiáng)，溫度越低，取向一致的程度越高。2、有極分子電介質(zhì)取向極化電介質(zhì)內(nèi)部仍然是電中性的。電介質(zhì)的兩側(cè)面上，分別出現(xiàn)正、負(fù)極化電荷。取向極化第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)電介質(zhì)的極化對(duì)均勻各向同性的電介質(zhì)來(lái)說(shuō)，極化的宏觀表現(xiàn)為：體內(nèi)無(wú)自由電荷，內(nèi)部仍為電中性的。表面出現(xiàn)面電荷，稱為“束縛電荷”或稱“極化電荷”雖然兩類電介質(zhì)極化的微觀機(jī)理不同，但是宏觀效果卻是相同的，都是在均勻電介質(zhì)表面上出現(xiàn)了極化電荷因此，從宏觀上描述電介質(zhì)的極化現(xiàn)象時(shí)，就不分為兩類電介質(zhì)來(lái)討論了。極化的微觀機(jī)理無(wú)極

20、分子位移極化有極分子取向極化小結(jié)小結(jié)第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)三、極化強(qiáng)度、極化電荷以及場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系1.電極化強(qiáng)度在電介質(zhì)內(nèi)任一點(diǎn)處取一體積元Viilqp設(shè)第 i 個(gè)分子的電偶極矩V中所有分子的電偶極矩的矢量和為 iiP當(dāng)沒(méi)有外電場(chǎng)時(shí)0iiPV第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)當(dāng)加上外電場(chǎng)時(shí)，由于電介質(zhì)的極化， 將不等于零iiPiilqp因此可以定義一個(gè)物理量來(lái)描述電介質(zhì)的極化程度定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)，分子電偶極矩的矢量和VpPii外電場(chǎng)愈強(qiáng)，被極化的程度愈大， 的值也愈大iiP電極化強(qiáng)度描述極化強(qiáng)弱的物理量，記作P第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)極化強(qiáng)度是一個(gè)矢量大?。?SdSdVpP方向：與 相同

21、E均勻電介質(zhì)極化時(shí)，其表面出現(xiàn)極化電荷極化程度愈高，極化電荷愈多所以極化電荷面密度反映了電介質(zhì)極化程度。極化電荷面密度P極化強(qiáng)度的大小第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)2、極化電荷與自由電荷的關(guān)系因此，介質(zhì)中任一點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)是上述兩類場(chǎng)強(qiáng)的矢量和EEE0電介質(zhì)極化過(guò)程要在介質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，極化電荷也要在空間激發(fā)電場(chǎng)E0E0E0E0EE極化電荷極化電荷第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)EEE0實(shí)驗(yàn)證明，充滿電解質(zhì)的平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的值與真空時(shí)兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為：rEE0 為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)或相對(duì)電容率rEEE0rE001EErr01rr01QQrr第十章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)3、極化強(qiáng)度與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系充滿電解質(zhì)的無(wú)限