《医用物理学：第七章 第5节电解质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医用物理学：第七章 第5节电解质（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Jiaotong UniversityREN Ren 4120155 静电场中的电介质静电场中的电介质一一. .电介质及其极化电介质及其极化无极分子无极分子有极分子有极分子 + + - -无外场时（热运动）无外场时（热运动）整体对外整体对外不显电性不显电性(有极分子电介质有极分子电介质)(无极分子电介质无极分子电介质)电介质电介质: : 绝缘体绝缘体( (无自由电荷无自由电荷) )-+有外场时有外场时( (分子分子) ) 位移极化位移极化( (分子分子) ) 取向极化取向极化束缚电荷束缚电荷束缚电荷束缚电荷 无极分子电介质无极分子电介质 有极分子电介质有极分子电介质等效偶极子等效偶极子反映了电
2、介质被极化的程度，反映了电介质被极化的程度，P 越大说明电介质极化越强越大说明电介质极化越强二二. .极化强度矢量极化强度矢量 - - -描述极化强弱的物理量描述极化强弱的物理量宏观上无限小微观上宏观上无限小微观上无限大的体积元无限大的体积元电介质极化的结果是电介质体积元内分子电介质极化的结果是电介质体积元内分子电矩的矢量和电矩的矢量和在被极化的电介质中取一体积元在被极化的电介质中取一体积元V， V内所有分子电矩的矢量和为内所有分子电矩的矢量和为均匀极化：各点极化强度大小和方向都相同均匀极化：各点极化强度大小和方向都相同不均匀极化：各点极化强度大小和方向不相同不均匀极化：各点极化强度大小和方向
3、不相同意义：单位体积电介质中分子电矩的矢量和意义：单位体积电介质中分子电矩的矢量和两类极化两类极化定义定义单位单位:C/m2实验表明：各向同性均匀电介质内部某点的极化强度实验表明：各向同性均匀电介质内部某点的极化强度P与总场与总场强强E的关系为的关系为-介质的电极化率介质的电极化率无量纲的纯数，它只与各无量纲的纯数，它只与各点电介质性质有关，不同点电介质性质有关，不同材料的电介质材料的电介质, , 不同不同三三. .电介质中的场强电介质中的场强设设 平行板电容器极板面积为平行板电容器极板面积为S，极板上带有自由电荷极板上带有自由电荷Q，面面密度为密度为 ，两极板间自由电荷产生的场强，两极板间自
4、由电荷产生的场强 E0两极板内部的场强两极板内部的场强 E 由自由电荷和束缚电荷共同产生由自由电荷和束缚电荷共同产生当其间充满各向同性均匀电介质，当其间充满各向同性均匀电介质，若均匀极化，表面出现束缚若均匀极化，表面出现束缚电荷电荷 ，面密度为，面密度为，束缚电荷产生的场强束缚电荷产生的场强单独存在单独存在+0-0+-+-+矢量式矢量式束缚电荷与极化强度束缚电荷与极化强度的关系的关系设极板间距为设极板间距为d，并将束缚电荷看成是均匀排列的一系列并将束缚电荷看成是均匀排列的一系列电偶电偶极子极子，它们电矩的总和为，它们电矩的总和为由由得得结论结论:静电场中充满均匀电介质时，静电场中充满均匀电介质时，电介质的相对介电常数电介质的相对介电常数纯数，由介质性质决定纯数，由介质性质决定场强场强E 减为真空时场强的减为真空时场强的1/r当平行板电容器中充满电介质时，若极板电量不变，由于极当平行板电容器中充满电介质时，若极板电量不变，由于极板间场强减为真空时板间场强减为真空时1/r，所以有所以有电容电容C 为真空时为真空时r 倍倍极板间电势极板间电势U 也减为真空时也减为真空时 1/rQ不变不变在无限大电介质中，点电荷在无限大电介质中，点电荷Q 的场强可表示为的场强可表示为电介质的介电常数电介质的介电常数单位与单位与0 0 相同相同
