6-2 静电场中的电介质

*,6-2 静电场中的电介质,物理学,第五版,第六章 静电场中的导体和电介质,有,另一类物质,电子被束缚在自身所属的原子核周围或夹在原子核中间，这些电子可以相互交换位置，多少活动一些，但是不能到处移动，这类就是所谓的,非导体,或,绝缘体,。,绝缘体不能导电，但电场可以在其中存在，并且在电学中起着重要的作用。,从电场这一角度看，特别地把,绝缘体,叫做,电介质,。,1,从它们在电场中的行为看：,有,位移极化,和,取向极化,。下面将逐一讨论。,从电学性质看,电介质的分子,可分为两类：,无极分子、 有极分子。,2,本节教学基本要求,1.了解,电介质的极化机理,3,一 电介质对电场的影响 相对电容率,相对,电容率,电容率,+ + + + + + +,- - - - - - -,+ + + + + + +,- - - - - - -,4,二 电介质的极化,无极,分子：（氢、甲烷、石蜡等）,有极,分子：（水、有机玻璃等）,电介质,5,电介质的极化,1)无极分子的,极化机理,位移极化,在外电场作用下，分子正电荷等效中心和负电荷等效中心发生相对位移，形成电偶极子叫,位移极化。,在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。,+,+,+,+,+,+,+,6,2）有极分子的极化机理取向极化,当有外电场时，每个电偶极子都将受到一个力矩的作用。,在此力矩的作用下，电介质中的电偶极子将转向外电场的方向。,在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。,+,+,+,取向极化,7,总结两种极化：,1.,微观机制不同:,位移极化和取向极化,2.,宏观效果一样。,电介质分子的电偶极矩的矢量和不再为零；,介质表面出现极化电荷。,外电场越强，极化电荷越多。,3.,外电场不太强时，电介质只被极化，当外电场很强时，电介质将被击穿。,8,在没有外电场时，电介质未被极化，内部宏观小体积元中各分子的,电偶极矩的矢量和为零,；,当有外电场时，电介质被极化，此小体积元中的,电偶极矩的矢量和将不为零,。外电场越强，分子的电偶极矩的矢量和越大。,用单位体积中分子的电偶极矩的矢量和来表示电介质的极化程度,问题：,如何衡量极化程度？,9,三 电极化强度,关于电极化强度的说明,电极化强度用来表征电介质极化程度的物理量；,单位：,C.m,-2,，,与电荷面密度的单位相同；,若电介质的电极化强度大小和方向相同，称为均匀极化；否则，称为非均匀极化。,单位体积中分子的电偶极矩的矢量和叫作电介质的电极化强度。,10,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - -,- - - - -,+ + + + +,电极化强度和极化电荷面密度的关系,11,四 极化电荷与自由电荷的关系,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - -,- - - - -,+ + + + +,12,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - -,- - - - -,+ + + + +,电极化率,END,13,介质极化后的电场是否满足静电场规律？,问题：,+ + + + + + + + + + +,- - - - - - - - - - -,- - - - -,+ + + + +,14,