电介质的极化 电介质中的高斯定理
1 电介质的极化 电介质中的高斯定理
从电场这一角度看,电介质就是绝缘体。 特点:电介质体内只有极少自由电子。 我们只讨论静电场与各向同性电介质的相互作用。 电介质的极化 极化现象 将电介质放入电场,表面出现电荷。 这种在外电场作用下电介质表面 出现电荷的现象叫做电介质的极化。 所产生的电荷称之为“极化电荷”。 在电介质上出现的极化电荷是正负 电荷在分子范围内微小移动的结果,14 所以极化电荷也叫“束缚电荷
2 一、电介质的极化 从电场这一角度看，电介质就是绝缘体。 我们只讨论静电场与各向同性电介质的相互作用。 将电介质放入电场，表面出现电荷。 E0 这种在外电场作用下电介质表面 出现电荷的现象叫做电介质的极化。 所产生的电荷称之为“极化电荷”。 在电介质上出现的极化电荷是正负 电荷在分子范围内微小移动的结果， 所以极化电荷也叫“束缚电荷”。 极化现象 特点：电介质体内只有极少自由电子
电介质在外场中的性质相当于在 真空中有适当的束缚电荷体密度分布 在其内部。因此可用和的分布来 E 代替电介质对电场的影响。 在外电场E中,介质极化产生的束 缚电荷,在其周围无论介质内部还是外 部都产生附加电场E。 电介质内部的总场强E=E+E<Eo 极化电荷所产生的附加电场不足以将介质中的外电 场完全抵消,它只能削弱外电场。称为退极化场。 介质内部的总场强不为零! E 在各向同性均匀电介质中:E= E,称为相对介电常数或电容率
3 E0 ' E E0 E = + E0 电介质内部的总场强 极化电荷所产生的附加电场不足以将介质中的外电 场完全抵消，它只能削弱外电场。称为退极化场。 介质内部的总场强不为零！ E' E −' ' 电介质在外场中的性质相当于在 真空中有适当的束缚电荷体密度分布 在其内部。因此可用 和 的分布来 代替电介质对电场的影响。 ' ' 在外电场 中，介质极化产生的束 缚电荷，在其周围无论介质内部还是外 部都产生附加电场 E' 。 E0 在各向同性均匀电介质中： r E E 0 = r称为相对介电常数或电容率
介质中的高斯定理电位移矢量 1介质中的高斯定理 真空中的高斯定理=AE0dS 0 E(极化电荷 在介质中:d=EdS= ∑(0+ 自由电荷 总场强 在各向同性匀E=E→∑qn+q ∑ 电介质中 E 0 →E E·S=∑ E=E。+E ●定义:电位移矢量 手=,E:△=∑ D≡EEE
4 真空中的高斯定理 0 0 0 = = q E dS S 自由电荷 总场强 二、介质中的高斯定理 电位移矢量 = S r S E dS q0 0 1 = S S 0 r E dS q0 • 定义：电位移矢量 D r E def 0 1.介质中的高斯定理 在各向同性均匀 电介质中： r E E 0 = 在介质中： 0 0 ( ) + = = q q E dS S 极化电荷 r q q q + = 0 0 ( ) E0 ' E E0 E = + E'
=E5=∑ 定义:电位移矢量 def D≡EE.E 0 建立电位移线: 质中的高斯定理 1)线上每一点的切线方向为该点电位移矢量的方向; 2)通过垂直于电位移矢量的单位面积的电位移线数 目应等于该点电位移矢量的大小 =DdS称为穿过闭合面S的电位移通量 介质的高斯定理:Ds=∑9 介质中的高斯定理意义:通过任一闭合曲面的电位移 通量,等于该曲面内所包围的自由电荷的代数和
5 • 定义：电位移矢量 D r E def 0 = S S D dS q0 介质中的高斯定理 1）线上每一点的切线方向为该点电位移矢量的方向； 2）通过垂直于电位移矢量的单位面积的电位移线数 目应等于该点电位移矢量的大小。 建立电位移线： 介质中的高斯定理意义：通过任一闭合曲面的电位移 通量，等于该曲面内所包围的自由电荷的代数和。 = S S D dS q0 介质中的高斯定理： = S D D dS 称为穿过闭合面S的电位移通量。 = S S 0 r E dS q0