电偶极子 ,外电场对电偶极子的作用 。当电偶极子放入外电场中, 其两端均受到电场力的作用 。外电场对电偶极子总作用力 =兵+只9+ 。如果外电场是均匀的,即龙处处相等, =-0E 则侧电偶极子所受的力F=0 。显然,电偶极子中心不会发生位移。 lexu@mail.xidian.edu.cn
外电场对电偶极子的作用 ◦ 当电偶极子放入外电场中, 其两端均受到电场力的作用 ◦ 外电场对电偶极子总作用力 ◦ 如果外电场是均匀的,即 处处相等, 则电偶极子所受的力 ◦ 显然,电偶极子中心不会发生位移。 7 lexu@mail.xidian.edu.cn q -q += 2 l q rEqF 2 q l F qE r − =− − E −− − +=+= 2 2 l rE l qq rEqFFF F = 0 E XIDIAN UNIVERSITY LEXU@MAIL.XIDIAN.EDU.CN
电偶极子 。 外电场对电偶极子中心的力矩 q -w(9司 =币xE 。显然,M≠0故电偶极子将围绕其中心转动,直至M=0 。即币的取向与电场方向平行 lexu@mail.xidian.edu.cn
◦ 外电场对电偶极子中心的力矩 ◦ 显然, 故电偶极子将围绕其中心转动,直至 ◦ 即 的取向与电场方向平行 8 lexu@mail.xidian.edu.cn ( ) 2 2 2 22 2 q q l l MF F l ll l qE r q E r ql E p E − = × +− × = × + − ×− − = × = × M ≠ 0 M = 0 p q -q E XIDIAN UNIVERSITY LEXU@MAIL.XIDIAN.EDU.CN
介质极化 ,从电特性讲,物质有导电与不导电之分: 。导电的物质称之为导体: ·其内部有大量自由电荷,在外电场作用下可做宏观运动。 。不导电的物质(绝缘体)称为电介质或介质: ·介质中的带电粒子被约束在介质的分子中,不能做宏观运动, 在外加电场作用下介质内带电粒子会做微观位移,使分子产 生极化。 lexu@mail.xidian.edu.cn
从电特性讲,物质有导电与不导电之分: ◦ 导电的物质称之为导体: 其内部有大量自由电荷,在外电场作用下可做宏观运动。 ◦ 不导电的物质(绝缘体)称为电介质或介质: 介质中的带电粒子被约束在介质的分子中,不能做宏观运动, 在外加电场作用下介质内带电粒子会做微观位移,使分子产 生极化。 9 lexu@mail.xidian.edu.cn XIDIAN UNIVERSITY LEXU@MAIL.XIDIAN.EDU.CN
介质极化 ,构成介质的分子可分为两类: 。正、负电荷中心不重合,其本身即为一个电偶极子,具 有固有偶极矩,这类分子称为有极分子。 ·没有外电场时固有偶极矩的取向是随机的,所有偶极子的 作用相互抵消,对外不显电性。 在外加电场的作用下,每个分子都受到一个力矩,向外电 场方向转动,但由于热运动和分子之间的相互作用,并不 是所有的分子都转到与电场平行的方向,这样,每个分子 在电场方向有一平均偶极矩 。正、负电荷中心在无外电场时重合,偶极矩为0,称为 无极分子。 ·在外电场作用下,分子的正、负电荷受电场力的作用而在 电场方向上发生相对位移,这时分子相当于两个等量的正、 负电荷离开一个小距离,构成一个电偶极子。 10 lexu@mail.xidian.edu.cr
构成介质的分子可分为两类: ◦ 正、负电荷中心不重合,其本身即为一个电偶极子,具 有固有偶极矩,这类分子称为有极分子。 没有外电场时固有偶极矩的取向是随机的,所有偶极子的 作用相互抵消,对外不显电性。 在外加电场的作用下,每个分子都受到一个力矩,向外电 场方向转动,但由于热运动和分子之间的相互作用,并不 是所有的分子都转到与电场平行的方向,这样,每个分子 在电场方向有一平均偶极矩 ◦ 正、负电荷中心在无外电场时重合,偶极矩为0,称为 无极分子。 在外电场作用下,分子的正、负电荷受电场力的作用而在 电场方向上发生相对位移,这时分子相当于两个等量的正、 负电荷离开一个小距离,构成一个电偶极子 。 10 lexu@mail.xidian.edu.cn XIDIAN UNIVERSITY LEXU@MAIL.XIDIAN.EDU.CN
介质极化 不论是有极分子还是无极分子构成的介质,在外电场作用 下,其内部分子中的正、负电荷都沿电场方向重新排列, 形成一系列等效电偶极子,这种现象叫介质的极化。 。在一定的外电场下,不同介质的极化程度不同;同一介质 在不同外电场作用下的极化程度也不同。 ,为定量描述介质的极化程度,引入极化强度矢量,介质 中处的极化强度定义为该处单位体积内的偶极矩,即: P(r)=lim ∑p (c/m2) -0△V 11 lexu@mail.xidian.edu.cn
不论是有极分子还是无极分子构成的介质,在外电场作用 下,其内部分子中的正、负电荷都沿电场方向重新排列, 形成一系列等效电偶极子,这种现象叫介质的极化。 在一定的外电场下,不同介质的极化程度不同;同一介质 在不同外电场作用下的极化程度也不同。 为定量描述介质的极化程度,引入极化强度矢量 ,介质 中 处的极化强度定义为该处单位体积内的偶极矩,即: 11 lexu@mail.xidian.edu.cn ( ) ( ) 2 0 lim mC V p rP V ∆ ∑ = →∆ XIDIAN UNIVERSITY LEXU@MAIL.XIDIAN.EDU.CN