《电容器和电介质125电介质的极化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电容器和电介质125电介质的极化（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 一、电介质的微观图像一、电介质的微观图像 二、电介质分子对电场的影响二、电介质分子对电场的影响 三、极化强度三、极化强度 四、极化电荷四、极化电荷 五、自由电荷与极化电荷共同产生场五、自由电荷与极化电荷共同产生场1一、电介质的微观图象一、电介质的微观图象+ -二、电介质分子对电场的影响二、电介质分子对电场的影响1. 无电场时无电场时有极分子有极分子无极分子无极分子无极分子无极分子分子的正负电荷中心重合，分子的正负电荷中心重合， 如如CH4有极分子有极分子分子的正负电荷中心不重分子的正负电荷中心不重 合，合， 存在电偶极矩，存在电偶极矩， 如如H2O由于热运动，物质整体不显电性由于热运动，物质
2、整体不显电性22. 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3( (放在电场中的放在电场中的) )电介质电介质电电场场 r中学中学实验实验 r 电介质的相对介电常数电介质的相对介电常数将介质板插入带有一定电量的平行板电将介质板插入带有一定电量的平行板电容器中，其电场强度和电势差的变化容器中，其电场强度和电势差的变化+ +Q- -Q+-介质中电场减弱介质中电场减弱产生面极化电荷产生面极化电荷或体极化电荷或体极化电荷产产生生附加电场附加电场4三、极化强度三、
3、极化强度定义：极化强度矢量：定义：极化强度矢量：讨论：讨论：(1) (1) 由于热运动，由于热运动， 不是都平行于不是都平行于 ；(2) (2) 有极分子也有位移极化，有极分子也有位移极化，要是取向极化，要是取向极化，但在高频场中，位移极化但在高频场中，位移极化是主要的是主要的不过在静电场中主不过在静电场中主(3)(3)极极化化的的总总效效果果是是均均匀匀电电介介质质边边缘缘出出现现面面束束缚缚电电荷荷分分布布；非均匀电介质中还出现体束缚电荷非均匀电介质中还出现体束缚电荷描述极化强弱的物理量描述极化强弱的物理量每个分子的每个分子的电偶极矩电偶极矩宏观上无限小微观上宏观上无限小微观上无限大的体积
4、元无限大的体积元单位单位量纲量纲(4)(4)电电介介质质与与原原电电场场相相互互作作用用，改改变变了了介介质质的的电电荷荷分分布布，同时改变了原电场的分布，达到新的静电平衡同时改变了原电场的分布，达到新的静电平衡5场强场强 E E 不太强时，在各向同性介质内有不太强时，在各向同性介质内有 e 电极化率电极化率（polarizability）PE 线性极化线性极化0四、四、 极化电荷（极化电荷（polarization charge）1. 极化面电荷极化面电荷在各向异性介质内，一般在各向异性介质内，一般。不不被被抵抵消消电电介介质质PE有抵有抵消作消作用用以位移极化为例，设以位移极化为例，设在电
5、场力作用下正电在电场力作用下正电荷荷向电场方向移动。向电场方向移动。P+ + + + +6设设 单位体积分子数为单位体积分子数为n n，则则dq 小柱体小柱体P+ + + + +nlds电电介介质质l 电介质表面（外）极化电荷面密度电介质表面（外）极化电荷面密度面面外外介质外法线方向介质外法线方向72. 极化体电荷：极化体电荷：q 内内 VS电电介介质质面内极化电荷的正负取决于面内极化电荷的正负取决于 ；将电荷的正负考虑进去，小面元将电荷的正负考虑进去，小面元dS附近分子对附近分子对面内面内极化电荷的极化电荷的贡献写成贡献写成面面内内在在S所围的体积所围的体积内的极化电荷内的极化电荷与与的关系
6、的关系l 电介质表面（内）极化电荷电介质表面（内）极化电荷极化电荷体密度极化电荷体密度8例例1 1 已知：介质球均匀极化，极化强度为已知：介质球均匀极化，极化强度为求：求：、 解：解：五、自由电荷与极化电荷共同产生场五、自由电荷与极化电荷共同产生场自由电荷产生的场自由电荷产生的场束缚电荷产生的场束缚电荷产生的场例例2 平行板电容器平行板电容器 , ,自由电荷面密度为自由电荷面密度为0 0其间充满相对介电常数为其间充满相对介电常数为 r的均匀的各的均匀的各向同性的线性电介质向同性的线性电介质求求: :板内的场强。板内的场强。解解: :均匀极化均匀极化 表面出现束缚电荷表面出现束缚电荷内部的场由自由电荷内部的场由自由电荷 和束缚电荷和束缚电荷共同产生。共同产生。9
