偶极子 电偶极矩μ:μ=q刚(单位:库仑·米) 电偶极矩的方向:负电荷指向正电荷。电偶极矩的方向与 外电场的方向一致。 局部电场Ec:作用在微观质点上的局部电场。 质点的极化率o:o=/Eoc,表征材料的极化能力。 介质的极化强度P:P=∑V单位介质体积内的电偶极矩 总和;或束缚电荷的面密度
电偶极矩µ :µ=ql(单位:库仑 · 米) 电偶极矩的方向:负电荷指向正电荷。电偶极矩的方向与 外电场的方向一致。 局部电场Eloc :作用在微观质点上的局部电场。 质点的极化率α: α= µ/Eloc ,表征材料的极化能力。 介质的极化强度P:P=∑ µ/V单位介质体积内的电偶极矩 总和;或束缚电荷的面密度。 ± -q +q l E 偶极子
3介质的极化强度与宏观可测量之间的关系 单位板面上束缚电荷的数值(极化电荷密度)可以用单位 体积材料中总的偶极矩即极化强度P来表示。 设N是体积V内偶极矩的数目,电偶极矩相等于两个异号 电荷±Q乘以间距d,则: P=N u/V=Q d/V=Q/A 十 + +
- + + + + - - - - + + - - + + - + - + - + - + - + - + - + - + - 单位板面上束缚电荷的数值(极化电荷密度)可以用单位 体积材料中总的偶极矩即极化强度P来表示。 设N是体积V内偶极矩的数目,电偶极矩相等于两个异号 电荷±Q乘以间距d,则: P= N µ /V = Q d/V= Q/A - + + - - + P -Q + Q 3 介质的极化强度与宏观可测量之间的关系
两块金属板间为真空时,板上的电荷与所施加的电压 成正比: Q=CV 两板间放入绝缘材料,施加电压不变电荷增加了Q1, 有: Q+Q=CV 相对介电常数ε:介电质引起电容量增加的比例。 8=C/C。=(Q。+Q1)/Q。 电介质提高电容量的原因: 由于质点的极化作用,结果在材料表面感应了异性电荷, 它们束缚住板上一部分电荷,抵消(中和)了这部分电 荷的作用,在同一电压下,增加了电容量。 结果:材料越易极化,材料表面感应异性电荷越多,束 缚电荷也越多,电容量越大,相应电容器的尺寸可减小
两块金属板间为真空时,板上的电荷与所施加的电压 成正比: Qo=CoV 两板间放入绝缘材料,施加电压不变电荷增加了Q1, 有: Qo+ Q1 =CV 相对介电常数εr :介电质引起电容量增加的比例 。 εr=C/Co= (Qo+ Q1 )/Qo 电介质提高电容量的原因: 由于质点的极化作用,结果在材料表面感应了异性电荷, 它们束缚住板上一部分电荷,抵消(中和)了这部分电 荷的作用,在同一电压下,增加了电容量。 结果:材料越易极化,材料表面感应异性电荷越多,束 缚电荷也越多,电容量越大,相应电容器的尺寸 可减小
极板上自由电荷密度: Q/A=CV/A=(A/d)V/A=8E (E-两极板间自由电荷形成的电场,也即宏观电场) 介电材料存在时极板上电荷密度D:等于自由电荷密度 与束缚电荷密度之和。 由: 8=(Qo+Q1)/Q。 得:8-Q/A=(Q。+Q1)/A 有: 8re。E=(Q+Q1)/A=D D=e。E+P=8.8E=81E(e-绝对介电常数) P=(81-e)E=e。(er1)E 电介质的电极化率%。:束缚电荷和自由电荷的比例: Xe=P/eE=(e,-1)得:P=8。XE(作用物理量与感 应物理量间的关系)
极板上自由电荷密度: Qo/A= CoV/A=(εo A/d)V/A= εo E ( E-两极板间自由电荷形成的电场,也即宏观电场) 介电材料存在时极板上电荷密度D:等于自由电荷密度 与束缚电荷密度之和。 由: εr= (Qo+ Q1 )/Qo 得:εr Qo /A = (Qo+ Q1 )/A 有: εr εo E = (Qo+ Q1 )/A= D D= εo E+P= εo εr E = ε1 E (εl -绝对介电常数) P= (ε1- εo)E = εo (ε r- 1) E 电介质的电极化率χe:束缚电荷和自由电荷的比例: χe=P/ εoE= (εr-1 ) 得: P= εo χeE(作用物理量与感 应物理量间的关系)
7.2.2克劳修斯-莫索蒂方程 外加电场E外(物体外部固定电荷所产生。 即极板上的所有电荷所产生) 1.宏观电场 构成物体的所有质点电荷的电场之和E1 (退极化电场,即由材料表面感应的电荷所产生) E宏E外+E1 日 外加电场E外 → → ⊕ ④田 ⊕
7.2.2 克劳修斯-莫索蒂方程 E1 外加电场E外 外加电场E外(物体外部固定电荷所产生。 即极板上的所有电荷所产生) 构成物体的所有质点电荷的电场之和E1 (退极化电场,即由材料表面感应的电荷所产生) E宏=E外+E1 1 . 宏观电场: - + + + + - - - - + + - - + - + + + + - - -