电介质及其介电特性极化.ppt

电介质的极化 0 电介质理论及其应用 电介质的极化 主要内容: 1.电介质极化的微观过程与表征 2.非极性介质的电子位移极化 3.极性介质的转向极化 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 1.电介质极化的微观过程与表征 电介质 相对介电常数 OC储存电荷的增加是由于 电介质极化产生 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 1.1什么是极化 在微观体系中,如果等量正负电荷的平 均中心分离(不重合),则形成电偶极矩 无外电场作用时 非极性分子m 极性分子m≠O存在固有电偶极矩o 在包含大量分子的物质系统中,非极性和极性分子组成的 总的电矩也为零:n 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 在外电场作用下,由于电场力的作用 非极性分子:正负电荷平均中心距离发生位移,在电场方向 产生一感应电矩。 E作用在分子上的有效电场强度 介质的分子极化率 极性分子:除了由于电荷平均中心距离发生位移而形成感应 电矩之外,还存在偶极分子的定向过程,总电矩不再为零 在宏观上产生一剩余电矩。 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 定义:在电场作用下物质中产生感应电矩或剩余电矩的现象 称为“极化”。(沿电场方向) 极化是电介质在电场作用下产生的一种最基本的物理现 象。定义“电介质是在电场下能产生极化作用的一类物质” 在微观上:极化用分子极化率α来表征 在宏观上:以单位体积内形成的总电矩来度量极化强度。 单位体积内电介质的分子数 P 第个分子的电偶极矩 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 1.2极化的方式——位移、转向、界面 极化方式 极化率 极化建立时间s (1)电子位移极化 K(4 (2)离子位移极化 a1=k(4忑。F (3)热离子位移极化 江=q-/12k7 (4)热转向极化 =0/3k7 (5)弹性转向极化 =2 10-13 (6)空间电荷极化 (7)自持性极化 10 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 电子位移极化— Electronic polarization 中性原子E=0 E 电子云 原子核 负电荷中心 a。E1感应偶极子e 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 离子位移极化 Ionic polarization eeQe○ M-e nduced E 电介质理论及其应用 电介质极化的微观过程与表征 偶极转向极化—— Orientational(Dipolar) Polarization E,= fgv (a)外电场为0 b)外电场E 介质极化强度P=∑ 电介质理论及其应用