电介质物理-电介质的极化分析

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3．什么叫高斯定理？怎样运用高斯定理分析解决电场强度的计 算问题？（掌握）

电场强度通量的概念： 高斯定理物理语言表述：


Βιβλιοθήκη Baidu 高斯定理数学表述： E ds
高斯定理的证明： 高斯定理的应用：

对任意封闭曲面的电场强度通量正比于该封闭曲面内电荷的代数 和
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1.0.2 本章内容




本章主要研究电介质的极化机制及极化规 律，全章及学时分布如下： 1． 1 真空中的静电场 4学时 1．2 电介质的极化和介电系数（ 2 学时） 1． 3 洛伦兹有效电场（4学时） 1． 4 翁沙格有效电场 （2学时） 1． 5 电介质极化机理（4学时） 1． 6 介电系数 （2学时） 1． 7 离子晶体极化（2学时）


1.0.1 1.0.2 1.0.3 1.0.4 1.0.5 1.0.6
本章目的 本章内容 本章要求 本章重点 本章难点 本章作业
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1.0.1 本章目的



电介质的极化过程是电介质物理研究的主 要内容和根本性任务。 电介质的极化过程是认识电介质其它物理 过程的基础。 本章设置目的是为全面掌握电介质物理打 下坚实的基础。
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5．什么叫电感应强度（电位移）？（掌握）

电感强度（电位移）概念：

电场中任意一点的电感强度在数值上等于感应板置于 该点感应的最大电荷密度，方向与该点的场强方向相 同。 D 0 r E 与产生电场的电荷的大小及分布状况有关，与电场所 在电介质无关 单位场强（静电场中）所产生的电位移，一般地介电 常数仅仅是电介质结构种类和状态的函数，是物质的 物性参数之一
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Static electric field：

静止电荷产生的电场叫做静电场，又叫做库仑场。 1）处在电场中的任何带电体都受到电场力的作用； 2）带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功； 3) 电场中任意一点的总场强等于各个电荷在该点各自 产生的场强的矢量和。（场强叠加原理）

Electric Field基本性质：
1 电介质极化



1.0 本章概要 1.1 真空中的电场 1.2 电介质的极化和介电系数 1.3 洛伦兹有效电场和克劳斯-莫索蹄方程 1.4 极性液体电介质的翁沙格有效电场 1.5 电介质极化的机理 1.6 电介质的介电系数及其温度系数 1.7 离子晶体电介质中的极化
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1.0 本章概要
s
0
q dq
0 V
1

能熟练地应用高斯定理分析求解下列典型电场的电场强度分布规 律并熟记结论 （1）均匀带电的球面及均匀带电球体 （2）无限大均匀带电平面（电荷面密度为σ） （3）两无限大带电极板
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4．什么叫电偶极子及其电矩？（掌握）



电偶极子的概念： 两个大小相等的正负电荷相距 L，L较讨论中所涉及到 的距离小得多，这一电荷系统称为电偶极子，连接两 电荷的直线称为电偶极子的轴线 是电介质物理的基本模型和研究观察对象 电矩μ的概念： 电量与矢径的乘积定义为电矩，电矩是矢量，方向规定由 负电荷指向正电荷。 电偶极子的场强特征： qL 电偶极子轴线上的分布特征： 任意一点的场强与电矩数值成正比，与电矩方向同向， 与距中心的距离立方成反比 电偶极子中垂线的分布特征： 任意一点的场强与电矩数值成正比，与电矩方向反向， 与距中心的距离立方成反比

该定律是由法国工程师物理学家库仑（1736-1806）于 1785年所发现。 该定律是人类研究电现象的第一个定量化的规律，是 电学尤其是静电学的核心基础，当然也是电介质物理 学的核心基础。

科学意义：

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2．什么叫电场、静电场、电场强度及电力线？电场有哪些基本 性质？（掌握)



Electric field： 电荷或变化磁场周围空间里存在的一种特殊形态的物 质。其基本特性是静止电荷置于电场中将受到作用力。 通常电场性质可通过电场强度E进行定量描述，也可通 过电力线形象直观的描述 Electric field intensity： 置于电场中某点的一个试验电荷（体积和电荷量都充 分小）不会改变原来的电荷分布，它所受的力与它的 电荷量的比值是一个与试验电荷无关而仅取决于电场 该点性质的量，这个比值描述了电场该点的性质，称 为电场强度。电场强度是个矢量。 Line of electric forece： 用来直观地图示电场分布的虚设的有向曲线族，曲线 上每一点的切线方向与该点电场方向一致。

电场的基本概念和规律； 电介质极化基本概念； 有效电场； 电介质极化机理
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1.0.5 本章难点

有效电场的概念
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1.0.6 本章内容

1-18 1-19 1-20 1-21 1-22
1-23
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1.1 真空中的电场

1．什么是库仑定律？（掌握） 2．什么叫电场、静电场、电场强度及电力线？电 场有哪些基本性质？（掌握) 3．什么叫高斯定理？怎样运用高斯定理分析解决 电场强度的计算问题？（掌握） 4．什么叫电偶极子及其电矩？（掌握） 5．什么叫电感应强度（电位移）？（掌握） 6．什么叫电势？如何分析计算典型电场中的电势？ （掌握）
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1．什么是库仑定律？（掌握）

物理语言表述：

在真空中， 两个点电荷之间的相互作用力的方向沿着 这两个点电荷的连线，同号电荷相斥，异号电荷相吸， 作用力的大小与电荷量的乘积成正比，而与这两个点 电荷之间的距离平方成反比


q1 q 2 1 q 1q 2 数学语言表述： F r21 r21 21 F12 k 3 3 r 4 0 r 发现时间和发现人：
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1.0.3 本章要求



通过本章学习，应达到下述目标： 1) 熟悉静电场的基本概念和基本规律 2）理解并掌握电介质极化的关键概念：电 介质 介电常数 相对介电常数 电偶极化 3）掌握洛伦兹有效电场 4) 掌握电介质极化机理 5）了解离子晶体极化机理
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1.0.4 本章重点