电介质与磁介质

nullnullChapter 9 电介质与磁介质null 主 题电介质的极化与磁介质的磁化关键词 极化与磁化现象位移极化, 取向极化, 电位移通量. 极化与磁化机理顺磁质,抗磁质, 铁磁质, 磁场强度.null§9 .1 电介质极化r —电介质的相对介电常数电介质:能够对外电场产生影响的绝缘物质比值与电源电压无关电介质云母、纸张、蒸馏水等。1. 电介质极化现象：v比值与介质性质有关null 充电后极板上电荷未变，而插入介质后电场变化说明：在外电场作用下，电介质中出现电荷集聚的现象—电介质极化现象。聚集起来的电荷称为—极化电荷。介质中产生了电荷集聚，其电场削弱了原有电场。2. 电介质的极化机理：无极分子：正负电荷中心重合。有极分子：正负电荷中心不重合。：特点无固有的电偶极子。特点：有固有的电偶极子。无极分子有极分子+ -null无外场时(无极分子电介质)(有极分子电介质)整体对外不显电性（热运动）有外场时位移极化取向极化 无极分子电介质 有极分子电介质束缚电荷´束缚电荷´null说明⑴两种极化的宏观效果一样。①极化电场与外电场方向相反。②各向同性的均匀介质中极化电荷仅出现在介质的表面处。⑵极化电荷的电场不能完全抵消外电场，除非介质被击穿。⑶取向极化中也有位移极化。3.电介质中的高斯定理各向同性介质电介质的介电常数或电容率null若E0表示原有电荷q0产生的电场，E代表原有电荷与极化电荷q’产生的总电场，下列写法肯定不对是？比较静电感应过程与极化过程有什么不同？讨论：null定义 电位移矢量：□说明 ：(介质中高斯定理的一般性公式。)(2) 对各向异性介质：r⑴ 公式D=εE适用各向同性的均匀电介质.并且要求电介质充满电场所在的整个空间,或介质面为等势面的情况。（各向同性介质）（各向异性介质）null解：此题为各向同性均匀介质，介质面为等势面，应用高斯定理时，将 换为高斯面所在的介质中 ，就无须考虑束缚电荷的存在。例 导体球置于均匀各向同性介质中,如图示.求 (1)电场的分布 (2)紧贴导体球表面处的极化电荷R1R2R0+Q0r每个分子的电偶极矩定义：极化强度矢量电偶极子排列愈有序，极化强度愈强。nullR1R2R0+Q0rnull例 平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。求各电介质层中的场强解null电介质放入外场:相对介电常数磁介质:相对磁导率 反映磁介质对原场的影响程度 1.磁介质的磁化磁介质在外磁场中产生附加磁场的现象叫做—磁介质磁化。 抗磁质顺磁质铁磁质抗、顺磁质为弱磁性物质。铁磁质为强磁性物质§9 .2 磁介质的磁化磁介质铝、锰、铜、铋、铁、镍、硅钢等。磁介质:能够在磁场中显示磁性的物质。null抗磁质对外不显磁性顺磁质由于热运动，对外也不显磁性无外磁场作用时2.磁介质磁化的微观机理分子中电子绕核运动和电子本身自旋运动等效圆电流 （分子电流）（分子磁矩）顺磁质与抗磁质铁磁质磁性物质的组合体 （磁畴）铁磁质由于热运动，对外也不显磁性每个磁畴区的null有外磁场作用时分子的固有磁矩受磁力矩的作用，使分子的固有磁矩趋于外磁场方向介质内总磁场增强。正环流与逆环流的磁矩相互抵消。如图示：增加了逆环流的向心力。减小了正环流的向心力，抗磁质在外磁场的作用下产生与外场方向相反附加磁矩。null磁畴中分子磁矩自发地磁化达到饱和状态磁化方向与有同向的磁畴扩大磁化方向转向的方向使磁场大大增强 当外场撤去，被磁化的铁磁质不能立即恢复磁化前的状态—— 磁滞现象。磁畴的磁化方向（未经磁化的铁磁质）说明 铁磁质的相对磁导率通常不是常数。null★束缚电流以无限长螺线管为例在磁介质内部的任一处，相邻的分子环流的方向相反，互相抵消。在磁介质表面处各点，分子环流未被抵消，形成沿表面流动的面电流——束缚电流(磁化电流)结论：介质中磁场由传导和束缚电流共同产生。3.磁介质中的安培环路定理null介质内可能有磁化电流。由定义μ--- 介质磁导率。★各向同性的磁介质（弱磁性物质）★各向异性的磁介质（弱磁性物质）一般介质上的束缚电流和磁化程度有关。磁场强度null磁偶极子排列愈有序，磁化强度绝对值越大。理论可证明：由每个分子的磁矩定义：磁场强度：历史上对磁场强度和磁感应强度命名虽不大合适，但一直沿用至今。null讨论●各向同性磁介质：●各向异性磁介质：比较① 磁介质的磁化所产生的附加磁场可以与原磁场方向相同，也可以相反。而电极化产生的附加电场只能与原电场方向相反。② 磁介质有磁滞现象，电介质无此概念。