医用物理学 第2版 课件 7-4 静电场中的电介质.pptx

电介质是指不导电的物质，即绝缘体。

教学要求：

(1)在介质表面出现极化电荷

(2)介质内部电场减弱。

在外电场中，电解质表面出现极化电荷的现象。

（束缚电荷）；

一、电介质的极化

无极性分子电介质：

有极性分子电介质：

1.电介质的分类

分子的正负电荷中心在无电场时是重合的，如H2、CH4、N2、O2等

分子的正负电荷中心在无电场时不重合的，有固定的电偶极矩，如H2O、HCl等。

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2.无极分子电介质的极化——位移极化

无外电场时，分子的正负电荷中心重合；有外电场时，正、负电荷将被电场力拉开，偏离原来的位置，形成一个电偶极子。

在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。

3.有极分子电介质的极化——取向极化

当没有外电场时，电偶极子的排列是杂乱无章的，

因而对外不显电性。

当有外电场时，每个电偶极子都将受到一个力矩的作用。在此力矩的作用下，电介质中的电偶极子将转向外电场的方向。

在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。

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有极分子也有位移极化，不过在静电场中主要是取向极化，但在高频场中，位移极化反倒是主要的。

4.极化强度

这里V0是指宏观上够小，但微观上够大。

说明：

二、有电介质时的高斯定理

定义：电位移矢量

++++++

+++++++++++

有电介质时的高斯定理

q0为曲面内的自由电荷

在静电场中，通过任意一个闭合曲面的电位移矢量通量等于该面所包围的自由电荷的代数和。

说明：

描述电场性质的物理量是电场强度和电势；

在电介质中，环路定理仍然成立，静电场是保守场。

E线

电场线与电位移线的比较

电场线（E线）不但与自由电荷有关，而且与束缚电荷有关

电场线（E线）在电介质表面沿法向不连续

D线

电位移线（D线）却只与自由电荷有关

电位移线（D线）在电介质表面沿法向连续

例1如图金属球半径为R1、带电量+Q；均匀、各向同性介质层外半径R2、相对电容率r。求空间电场强度分布。

例2图中是由半径为R1的长直圆柱导体和同轴的半径为R2的薄导体圆筒组成，其间充以相对电容率为r的电介质.设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为+和-.

求：电介质中的电场强度、电位移,内外筒间电势差

解：