9 静电场中的电介质

• 电介质：常所说的绝缘体
  • 没有完全电绝缘的
• 本章论理想的电介质。
  • 内部没可自由移动的电荷,完全不能导电
• 但把电介质放到电场中,也要受电场影响
  • 发生电极化现象
  • 处电极化状态的电介质也影响原有电场分布
• 本章讨论这种相互影响
  • 电介质只限于各向同性

9.1 电介质对电场的影响

• 电介质对电场的影响。

• 两个平行放置金属板,等量异号十Q和一Q

• 板间空气,近似当成真空。

• 两板连到静电计直杆和外壳,由直杆上指针偏转测出板间电压来

• 设电压 $U_0$,

• 保持板距和电荷不变,在板间充满电介质,或把两板插入绝缘液体如油中,则发现板间电压变小

• $U$插入电介质后两板间的电压

• 大于1,随电介质种类和状态(温度)不同而不同,
  • 相对介电常量(或相对电容率)。

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• 电介质的插入使板间的电场减弱了。

$E=E_0/\varepsilon_r\tag{9.2}$

• 即电场强度减小到板间为真空时
• why?
• 可用电介质受电场的影响而发生的变化来说明
• 这又涉及电介质的微观结构

9.2 电介质的极化

• 电介质每分子是复杂带电系统,有正负荷
  • 分布在线度为 $10^{-10}$体积内,不集中点
• 但考虑这些电荷离分子较远处所产生的电场时,
  • 或考虑一个分子受外电场作用时
  • 可认为正电荷集于一点,正电荷“重心”
• 中性分子,正负电荷电量=
  • 分子看成由正、负点电荷隔一定距离组成的电偶极子
• 电场中的电介质行为时
  • 认为电介质由大量微小的电偶极子组成