《《电介质的极化》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电介质的极化》课件（11页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写7-3 7-3 电介质的极化电介质的极化 电介质内没有可以自由移动的电荷。在外电电介质内没有可以自由移动的电荷。在外电场作用下，电介质中的电荷只能在分子范围内场作用下，电介质中的电荷只能在分子范围内微微观移动观移动。一、电介质一、电介质 1 1 电介质的特征电介质的特征2 2 电介质的分子模型电介质的分子模型把电介质的分子等效为一个电偶极子把电介质的分子等效为一个电偶极子+-分子电矩分子电矩l qp分分子子太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写1 无极电介质的极化无极电介质的极化 正常情况下电荷分布对称，正负电中心重合，
2、无正常情况下电荷分布对称，正负电中心重合，无固有电矩。固有电矩。如如He、H2、N2、O2、CO2等。等。(2)(2)无外电场时无外电场时二、电介质的极化二、电介质的极化每个分子每个分子 p p分分 =0=0在在 V内内(1)(1)无极分子无极分子0分子分子p太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写(3)(3)有外电场时有外电场时正负电中心产生相对位移，正负电中心产生相对位移，在介质内取在介质内取 V0分子分子p0分子分子p 且外电场越强且外电场越强 就越大就越大,这种极化称这种极化称位位移极化移极化.分分子子pE外外 V太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写
3、2 2 有极电介质的极化有极电介质的极化（1 1）有极分子）有极分子正常情况下，内部电荷分布不对称，正负电中正常情况下，内部电荷分布不对称，正负电中心已错开，有固有电矩心已错开，有固有电矩如如HCl、H2O、CO等。等。(2)(2)无外电场时无外电场时每个分子每个分子由于热运动，各个分子电矩取向混乱由于热运动，各个分子电矩取向混乱0分子分子p0分子分子p小体积小体积 V0分子分子p太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写(3)(3)有外电场时有外电场时各个分子的电矩与电场方向基本一致各个分子的电矩与电场方向基本一致 在介质内取在介质内取 V0分子分子p且外电场越强且外电场越强
4、就越大就越大,这种极化称这种极化称取取向极化向极化.分分子子p有外电场有外电场 V无外电场无外电场0E V太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写 描述电介质在外电场作用下被极化的强弱程描述电介质在外电场作用下被极化的强弱程度的物理量。度的物理量。三、极化强度矢量三、极化强度矢量P定义：定义：单位体积内分子电矩的矢量和单位体积内分子电矩的矢量和.VpPiiV0lim无论是无极分子还是有极分子的电介质都有无论是无极分子还是有极分子的电介质都有无无外电场时，外电场时，0P,有有外电场时，外电场时，0P1.1.电极化强度电极化强度且电场越强且电场越强,越大越大.P太原理工大学物理系李
5、孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写2.2.电极化强度和场强的关系电极化强度和场强的关系由实验得出，对各向同性电介质由实验得出，对各向同性电介质EEPre00)1(e：电极化率电极化率(e 0)，无量纲的纯数，决定于，无量纲的纯数，决定于电介质性质。电介质性质。是电介质中某点的场强是电介质中某点的场强(包括该点的外电场以及包括该点的外电场以及电介质上所有电荷在该点产生的电场电介质上所有电荷在该点产生的电场)。E为介质的为介质的相对电容率相对电容率r太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写 电介质极化后，在电介质体内及表面上可电介质极化后，在电介质体内及表面上可以出现以出现极化电
6、荷极化电荷 (又称又称束缚电荷束缚电荷)。四、极化电荷四、极化电荷1.1.体束缚电荷体束缚电荷以无极分子位移极化为例以无极分子位移极化为例在介质内取一面元在介质内取一面元ds，在电场作用下，在电场作用下，dV体积体积内所有分子的正电荷中内所有分子的正电荷中心将越过心将越过dSdS面（设负电荷不动）。面（设负电荷不动）。cosldsVd太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写穿出穿出ds面的电荷面的电荷coslnqdsdVnqqd 设单位体积内分子数密度为设单位体积内分子数密度为n ，有，有n个电偶极子，个电偶极子，每个电偶极子的电极矩大小相等，方向相同每个电偶极子的电极矩大小相
7、等，方向相同 极化强度矢量极化强度矢量pPnqlV分子越过越过dS面元的总电荷面元的总电荷sdPPdsdqcos太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写在电介质体内取任一封闭曲面在电介质体内取任一封闭曲面S S，则净穿出整个，则净穿出整个封闭面的电荷为封闭面的电荷为sssdPdqq出出留在封闭面内的电荷为留在封闭面内的电荷为出出内内qq留在封闭面内的电荷为留在封闭面内的电荷为SSPqd对均匀电介质，若电介质体内无自由电荷，则不对均匀电介质，若电介质体内无自由电荷，则不管电场是否均匀，电介质体内都无束缚电荷。管电场是否均匀，电介质体内都无束缚电荷。太原理工大学物理系李孟春编写太原理工大学物理系李孟春编写2.2.极化面电荷密度极化面电荷密度若前述若前述dSdS面元刚好在电介面元刚好在电介质表面上，电介质表面质表面上，电介质表面dSdS面积上的束缚电荷面积上的束缚电荷sdPdsdqnPPcos介质的极化面电荷密度介质的极化面电荷密度n为介质表面的外法线方为介质表面的外法线方向向方向：由电介质内指向介质外方向：由电介质内指向介质外 P d sdq
《电介质的极化》课件
