静电场中的导体 (2).ppt

静电场中的导体
第一页，课件共19页
主要内容：
导体的静电平衡条件
静电平衡的导体上的电荷分布

静电屏蔽
唯一性定理
第二页，课件共19页
导体的静电平衡条件
1 导体的静电平衡条件
金属导体特征：存在大量的自由电子
-
F
-
+
E = 0
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
静电感应：
在外电场影响下，导体表面不同部分出现正负电荷的现象。
静电平衡：
导体内部和表面没有电荷的宏观定向运动。
第三页，课件共19页
感应电荷：
因静电感应而在导体两侧表面上出现的电荷。
静电平衡时导体中的电场特性：
1、导体内部的电场强度处处为零。导体表面的电场强度垂直与导体的表面。
2、导体内部和导体表面处处电势相等，整个导体是个等势体。
-
F
第四页，课件共19页
静电平衡的导体上的电荷分布
1. 在静电平衡下，导体所带的电荷只能分布在导体的表面，导体内部没有净电荷。
导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面
结论：
S
1 实心导体
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2. 处于静电平衡的导体，其表面上各点的电荷密度与表面邻近处场强的大小成正比。
高斯定理：
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导体
导体表面
解：
Δs看成无限大带电平面, 其在两侧产生的场强为:
Δs以外的平面, 在其两侧产生的场强为:
可视为均匀, 则由导体静电平衡条件知
Δs 内侧有:
结论?
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尖端放电：
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
3. 静电平衡下的孤立导体，其表面处电荷密度 与该表面曲率有关，曲率（1/R）越大的地方电荷密度也越大，曲率越小的地方电荷密度也越小。
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荧光质
导电膜
+ 高压
场离子显微镜(FIM)
金属尖端的强电场的应用一例
接真空泵或充氦气设备
金属尖端
接地
原理：
样品制成针尖形状，
针尖与荧光膜之间加高压，
样品附近极强的电场使吸附在表面的
原 子 电离，氦离子沿电力线运动，
撞击荧光膜引起发光，
从而获得样品表面的图象。
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2 空腔导体
1．腔内无带电体
S
电荷分布在导体外表面，导体内部和内表面没净电荷。
结论：
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