*第四章静电场中的电介质DielectricsinElectrostaticField内容电介质的极化的高斯定律电容器与电容静电场的能量*电介质——绝缘体(无自由电荷)§+Q-QE0U0+Q-Q—相对介电常数变压器油:r~:r~103—104铁电体电介质E,U电场被削弱:*-----------------————在外电场作用下,介质表面感生出束缚(极化)电荷的现象端面出现电荷++++++++++++++++++++--------束缚电荷的电场E'不能全部抵消E0,只能削弱总场E*固有电偶极矩极性分子(Polarmolecule)—极性电介质例如HCl、H2O、CO分子正负电重心不重合有固有电偶极矩~10−30C·m电偶极子模型H2O...OHHHO+H++-*分子正负电中心重合无固有电偶极非极性分子(Nonpolarmolecule)例如H2、O2、CO2、CH4CH+H+H+H+*加外电场:外场取向与热混乱运动达到平衡。⑴微观机制①取向极化Orientationpolarization——分子固有电矩在电场作用下择优取向无外电场:固有电偶极矩热运动,混乱分布,介质不带电。++++++++++++++++++++++++++++*②位移极化displacementpolarization无外电场:正负电荷重心重合,介质不带电加外电场:产生感生电偶极矩主要是电子(云)移动++++++++++++++++++++*电介质中某点附近单位体积内分子电偶极矩的矢量和⑵宏观描述定义:极化强度SI单位:C/m2实验表明:对于各向同性介质,有该点处的总场强分子的偶极矩体积元介质的极化率(polarizability)(纯数)*——外电场很强时,大量分子离解,介质变成导体介电强度(击穿场强):电介质所能承受的最大场强**—单位体积内的分子数每个分子的正电荷重心相对于其负电荷重心都有一个位移l,各个分子的感应电矩都相同,电介质的极化强度为以均匀的位移极化为例均匀极化电介质各处极化强度P大小和方向都相同本次自学
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