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文档简介

1、,极化强度矢量P，定义为单位体积中分子或原子团的电偶极矩的叠加,pi = p,P = n p,二、极化强度概念,分子或者原子团的电偶极矩的大小和方向与 外加电场强度的大小和方向有关，所以极化 强度P是外加电场强度的函数，其关系一般 比较复杂。但对于线性均匀介质，P与外加 电场成正比。另一方面，空间不同点处分子 或者原子团构成不同，极化强度也不同，P 还可能是空间的函数。如果外加电磁场是时 变的，极化强度P还可能是时间的函数。,由于极化，分子或原子的正负电荷发生位移，体积元内一部分电荷因极化而迁移到的外部，同时外部也有电荷迁移到体积元内部。因此体积元内部有可能出现净余的电荷。,三、极化电荷,（2

2、）不均匀介质或由多种不同结构 物质混合而成的介质，可出现 极化体电荷。,（1）线性均匀介质中，极化迁出的 电荷与迁入的电荷相等，不出 现极化体电荷分布。,（3）在两种不同均匀介质交界面上 的一个很薄的层内，由于两种 物质的极化强度不同，存在极 化面电荷分布。,对交界面上的一个薄 层，取如图所示扁圆 盒，考虑扁圆盒的厚 度很小，求得极化面 电荷密度为：,无论是自由电荷，还是极化电荷，它们都激发电 场，服从同样的Coulomb定律和Gauss定律。介质 的极化过程包括两个方面：一方面外加电场的作 用使介质极化，产生极化电荷；另一方面，极化 电荷反过来激发电场，两者相互制约，并达到平 衡状态。因此介

3、质中的电场应该是外加电场和极 化电荷产生的电场的叠加。应用Gauss定理得到：,自由电荷和极化电荷共同激发的结果,四、电位移矢量、介质中的Gauss定理,由于束缚电荷密度是很难通过直接测量获得，将束缚电荷体密度表达式代入上式，引入辅助的电位移矢量 电场的Gauss定律变为：,它表示任意闭合曲面电位移矢量 D 的 通量等于该曲面包含自由电荷的代数和,介质中的电场的最终求解必须知道电场E和电 位移矢量D之间的关系（物质的本构关系）。 这种关系有两种途径可以获得： 1)直接测量出P 和E之间的关系 2)用理论方法计算P 和E之间的关系 对于线性均匀各向同性介质，极化强度P 和 电场强度E 有简单的线性关系,介质有多种不同的分类方法，如： 均匀和非均匀介质 各向同性和各向异性介质 时变和时不变介质 线性和非线性介质 确定性和随机介质 最简单的线性均匀各向同性介质，分二种情况： 线性均匀各向同性时不变介质； 线性均匀各向同性时变介质（色散介质）,五、 电介质的分类,驻极体：外场消失后，仍保持极化状态的电介质体。,解：在驻极体内：,驻极体在表面上：,【例2.2.1】,半径为a的球形电介质体，其相对介电常数 若在球心处存在一点电荷Q，求极化电荷分布。,解：由高斯定律，可以求得,在媒质内：,体极化电荷分布:,面极化电荷分布:,在球心点电荷处：,【例2.2.2】,在线性均匀

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