,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,笫五节,:,静电场对电介质的作用,一,:,电介质的极化,电介质,:,指在通常条件下导电性能极差的物质,极性分子,:,每一个分子可视为一个等效的电偶极子,且具,有固定的电偶极矩,.,非极性分子,:,分子中的正、负电荷均匀今布,正负电荷,的等效中心重合,不存在等效的电偶极矩,.,(1),电介质在外电场中的变化,(a),极性分子电介质中：电偶极子排列,整齐。,（,b),非极性分子电介质中：有感应电,偶极矩。,电介质的极化：电介质在外电场的作,用下，在其表面出现极化电荷的现象。,4:,电极化强度,:,单位体积內分子电偶极矩的矢量和,.,单位,:,5:,电极化强度与电场强度的关系,:,物理意义,:,对于各种同向的电介质,其中每一点的电极化,强度与该点的电场强度成比,且方向相同,.,6:,电极化强度与极化电荷之间的关系,由图可知斜柱体的体积为,:,物理意义,:,电介质极化时,在某一方向的截面上出现的极化电,荷面密度在数值上等于极化强度沿该截面外法线方向的分量,注,:,极化电荷的正负由 决定,二,:,电介质中的高斯定理,:,电介质中的总电场强度为,:,由自由电荷所产生,;,由极化电荷所产生,.,则电介质中的高斯定理应为,:,1:,电介质中高斯定理的推导,:,(a),消除极化电荷,将其代入电介质中的高斯定理可得：,：,（电介质中的高斯定理）,注,:(1)D,叫做电位移,它只是为了避开确定电介质中极,化电荷的困难而引入的,描述电场性质的物理量仍是,电场强度,(3),电介质中的高斯定理的应田与真空中的高斯定理,的应用方法相同,:,例,4.7:,一半径为,R,的导体球,带电量,q,其周围充满了无限,大的均匀电介质，电介质的介电常数为,求电介质中,任一点的场强。,取如图所示的高斯定理，由电介质,中的高斯定理可得：,由这个结果可知，在相同的自由电荷分布下，电介质中,的场强与真空中的场强关系为：,这是由于极化电荷造成的附加电场削弱了原来的外,电场的缘故。,三：电容器,细胞电容,：电容器的电容的定义：描述电容器储存电量的能力：,注：,（,2,）上式仅为电容的定义式，,C,的大小由电容器本身决定。,2,：真空中的平行板电容,由于板间可看成均匀电场,故有,:,3:,电介质中的平行板电容,取如图所示的高斯面,圆柱体左端处于导体的内部,故有,:,在圆柱体的侧面上,:,在圆柱体右端上有,:,同理,:,4:,球形电容器的电容,:,A:,若两球壳间为真空,由真空,中的高斯定理可得,:,则两球壳间的电势差为,:,B:,若两球壳间充满电介质,由介电质中的高斯定理可得,:,5:,细胞膜电容,:,球形电介质的电容可应用于细胞体系,其中,:,6:,电介质的电泳 细胞电融合,电介质电泳,:,在非均匀电场中,极化后的电偶极子两侧,场强不等,极化的电偶极子将高场强区域迂移,.,细胞电融合,:,