介质中的电场和磁场.ppt

第第9 9章章介质中的电场和磁场介质中的电场和磁场本章内容: 9. 1 电介质的极化束缚电荷 9. 2 电介质内的电场强度 9. 3 电介质中的高斯定理电位移矢量 D 9. 4 磁介质的分类 9. 5 顺磁性和抗磁性的微观解释 9. 6 磁介质中的安培环路定理磁场强度 H 9. 8 铁磁质*9. 7 D、E、 P 和B、 H 、M的关系 zxc 电介质的极化束缚电荷 . 电介质电容器的电容? r —电介质的相对介电常数 0CC r??介质中电场减弱 1? r?电介质:绝缘体(放在电场中的)电介质电场实验结论 ruu? 0??? rEE? 0?介质中电场减弱介质充满电场或介质表面为等势面充有电介质的电容器的电容几种电介质的相对介电常数干燥空气 蒸馏水 81 云母 6 zxc . 电介质分子的电结构无极分子有极分子?+-lqp ????无外场时(无极分子电介质) (有极分子电介质)0?p ? . 电介质的极化束缚电荷整体对外不显电性 HH HH C 4 CH ???????? 0 104 HHOOH 2????(热运动) zxc 0E p ????????????????????? 0E p ??????????????????????有外场时(分子)位移极化 (分子)取向极化束缚电荷?′束缚电荷?′ ?无极分子电介质?有极分子电介质外电场 E 0↑?极化?′↑?介质内电场 E↑?击穿。?讨论 zxc'σ?'σ? 0??0???????????????????????????????' 0EEE ????? 电介质内的电场强度以充满相对介电常数为? r的各向同性均匀电介质的平行板电容器为例 0E ?E ?'E ?0) 11('??? r?? 0 00???E 0?????E 电介质内部的电场强度其中由实验 rEE? 0? 00 0???????E zxc'σ?'σ? 0??0??????????????????????????????? 电介质中的高斯定理电位移矢量 DSSE S)( 1d 00???????????加入电介质(ε r )000dqSSE S r?????????? 0dqSD S?????? EED r???????? 0S ?—介电常数令: 电位移矢量通过高斯面的电位移通量等于高斯面所包围的自由电荷的代数和,与极化电荷及高斯面外电荷无关。 0) 11('??? r?? zxc (1) 电位移线由于闭合面的电位移通量等于被包围的自由电荷,所以 D 线发自正自由电荷止于负自由电荷。+++ ++++ ++--------- +++++ +++++ +++ ++ ++ --------------------D ?E ?? r (2) 各向同性电介质 ED r???? 0? E ???:介电常数,为决定于电介质种类的常数?讨论? zxc R 1R 2 例导体球置于均匀各向同性介质中,(1) 电场的分布(2) 紧贴导体球表面处的极化电荷 1r? 2r? R 0 +Q 0 解(1)???? i iSqSD 内,0d ?? r 0 2π4QDr???DE? 1 )(0 0Rr?)(4 10210 0RrRr Q r?????)(4 21220 0RrRr Q r?????)(4 220 0rRr Q???)( 0rR? zxc)'( 1d 00QQSE S???????)'( 14 00 2QQEr????)'(4 1 020QQr E???? 01) 11('QQ r???(2)R 1R 21r? 2r? R 0 +Q 0r zxc 例平行板电容器,其中充有两种均匀电介质。 AB ??? 1d 2d 求(1) 各电介质层中的场强(2) 极板间电势差 1S 解做一个圆柱形高斯面 1S?????内) 11(d SiSqSD ?? 111SSD?????? 1D 2S 同理,做一个圆柱形高斯面 2S?????内) 22(d SiSqSD ???? 2D 1? 2? 1 1roE???? 2 2roE????