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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,静电场中的电介质,静电场中的电介质,一、极化,Dielectric,机理,1,、电荷,“,重心,”,分子中全部同号电荷等效位置（等效指作用等效）,2,、电介质分子分类,（无外电场）,(1),无极分子,：电介质分子的正负电荷,“,重,心,”,是重合的,C,H,+,H,+,H,+,H,+,甲烷分子,正负电荷,“重心”重合,(2),有极分子,：电介质分子的正负电荷,“,重,心,”,是不重合的,等量的正负电荷,“,重心,”,互相错开，形成一定的电偶矩，即,分子固有电矩,。,+,正电荷,“,重心,”,负电荷,“,重心,”,P,e,H,O,+,H,+,水分子,(1),无极分子的位移极化,无外电场时，分子正负电荷“重心”重合，电介质不带电。,加上外电场后，在电场作用下电介质分子正负电荷“重心”不再重合，出现诱导电偶极矩,p,e,+,f,f,l,E,外,p,e,e,+,3,、电介质的极化,E,外,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,加上外电场后，由于诱导电偶极矩的出现，,在介质左右的两个端面上出现极化电荷层。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,(2),有极分子的转向极化,无外电场时,，,由于分子的无规则热运动，所有分子的固有电矩的矢量和平均说来互相抵消，即,p,分子,= 0,，宏观上不产生电场。,f,f,E,M,p,=,e,+,p,e,E,(2),有极分子的转向极化,在外电场中有极分子的固有电矩要受到一个力矩作用；,在此力矩作用下，使电矩方向转向和外电场方向一致。,无外电场时，,由于分子的无规则热运动，所有分子的固有电矩的矢量和平均说来互相抵消，即,p,分子,= 0,，宏观上不产生电场。,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,加上外电场后，,分子的固有,电矩受力矩作用而发生转向，,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,E,外,E,外,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,加上外电场后，,分子的固有,电矩受力矩作用而发生转向，,E,外,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,加上外电场后，,分子的固有,电矩受力矩作用而发生转向，在电介质左右两端面上出现极化电荷。,二、极化强度,Polarization,1,、电极化强度矢量定义,：,单位体积内电矩矢量和，即：,P,=,p,分子,/V,单位是库仑,/,米 （,C / m,）。,在电介质内取一任意闭合面,S,，可证明通过整个闭合面,S,的,P,的通量等于,S,面内净余的束缚电荷,q,负值，即,P,d,S,= -,S,内,q,在电介质中，任一点的总场强,E,是外电场,E,o,和束缚电荷产生的电场,E,的矢量和，即：,E,=,E,o,+,E,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,E,o,E,E,电介质中任一点的极化强度,P,并不决定于外加的电场,E,o,，而是由该点的总电场,E,决定的。,2,、极化率,Electric Susceptibility,实验表明，对于大多数常见的各向同性电介质,P,与,o,E,方向相同，数量上成正比关系，因此，可以写成,P,=,e,o,E,比例常数,e,叫做极化率，它与电场,E,无关，与电介质的种类有关，是介质材料的属性。,
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