大学物理250.ppt

*在绝缘体中,电子处在紧束缚状态,它们可以相互交换位置,但是不能到处移动,即使处于外电场中,其电子也只能在原子核之间作微观的相对位移。绝缘体不能导电,但其内部可以存在电场。绝缘体在工业技术中具有重要的作用。电介质的分子可分为两类:无极分子和有极分子。本节只讨论各向同性的均匀的电介质。*一、电介质对电容的影响加入电介质后两极板间的电压为U。平板电容器两极板间无电介质和有电介质,其上的电压值不同。+Q–Q+Q–Q静电计测电压无电介质时,两极板间的电压为U0;测量可得:*相对介电常数εr大于1,其大小随电介质的种类和状态不同而不同,是电介质的特征常数。干燥空气的相对介电常数:加入电介质后电容器的电压下降了εr倍,但电量不变。电容增加为C=εrC0相对介电常数与真空介电常数的乘积称为介电常数:εr=≈1(0oC;1atm)*加入电介质后两极板间电压减小了,表明其间电场减弱了。电场减弱的原因是电介质的微观结构与外电场的相互影响。将电介质至于外电场中,其表面也会出现电荷?*、负电荷的“中心”一个中性分子所带正电荷与负电荷的量值总是相等的。但一般情况下,每个分子内的正、负电荷都不是集中在一点而是分布在分子所占体积之中的。二、电介质分子的电结构等效的正、负点电荷所在的位置称为等效正、负电荷的“中心”(或“重心”)。*、无极分子电介质凡分子的等效正、负电荷中心不重合的电介质称为有极分子电介质。如HCl、H2O、CO、SO2、NH3……等。其分子有等效电偶极子、它们的电矩称作分子的固有电矩,记作Pe。-++OH+H++H2OH+++-+H+H+NNH3(氨)+-+-*凡分子的等效正、负电荷中心重合的电介质称为无极分子电介质。其分子的固有电矩Pe=0,如所有的惰性气体及CH4等。--+HeH+++-++H+H+H+CH4(甲烷)C+--*无外电场时,无极分子电介质固有电矩为零,呈电中性;对有极分子电介质,因其无规则热运动,每个分子的固有电矩的取向都是杂乱无章的,故在介质内任取一个小体积元,各个分子电矩的矢量和必定为零,也呈电中性。*+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±±无外电场时,无极分子电介质固有电矩为零,呈电中性。对有极分子电介质,因其无规则热运动,每个分子的固有电矩的取向都是杂乱无章的,故在介质内任取一个小体积元,各个分子电矩的矢量和必定为零,也呈电中性。*(1)无极分子电介质的位移极化在外电场作用下,分子正电中心和负电中心发生相对位移,形成附加分子偶极子pm叫位移极化。