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Eoc:作用在微观质点上的局部电场。 质点的极化率o:=/Eoc,表征材料的极化能力。 介质的极化强度P:P=∑μV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 :=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: = /Eloc ,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。 ± -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=Nu/V=Q d/V=Q/A + +
- + + + + - - - - + + - - + + - + - + - + - + - + - + - + - + - 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 /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。=C。V 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ε:介电质引起电容量增加的比例。 e,=C/C。=(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
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r :介电质引起电容量增加的比例 。 r=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=C。V/A=(e。A/d)V1A=eoE (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=(Q+Q1)/Qo 得:8Q。/A=(Qo+Q1)/A 有: 8re。E=(Q+Q1)/A=D D=8。E+P=8。,E=81E(8-绝对介电常数) P=(81-εo)E=8(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。XcE(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=(o A/d)V/A= o 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: r= (Qo+ Q1 )/Qo 得:r Qo /A = (Qo+ Q1 )/A 有: r o E = (Qo+ Q1 )/A= D D= o E+P= o r E = 1 E (l -绝对介电常数) P= (1- o )E = o ( r - 1) E 电介质的电极化率e:束缚电荷和自由电荷的比例: e=P/ oE= (r -1 ) 得: P= o eE(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 外加电场E外 ⊕
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: - + + + + - - - - + + - - + - + + + + - - -