电极化强度(polarization)

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1、四、电极化强度（Polarization）宏观上，电介质极化程度用电极化强度矢量来描述。1.电极化强度矢量（1）定义：，其中是第i个分子的电偶极矩。称为电极化强度。单位为：。1．引入——定量描述电介质在外电场作用下的极化程度在电介质内取一宏观小体积ΔV，在没有外电场时，电介质未被极化，此小体积元中各分子的电偶极矩的矢量和为零；当有外电场时，电介质被极化，此小体积元中的电偶极矩的矢量和将不为零。外电场越强，分子的电偶极矩的矢量和越大。因而可以用单位体积中分子的电偶极矩的矢量和来表示电介质的极化程度。2．电极化强度的定义单位体积中分子的电偶极矩的矢量和叫作电

2、介质的电极化强度。3．关于电极化强度的说明电极化强度用来表征电介质极化程度的物理量；单位：C·m-2——与电荷面密度的单位相同；若电介质的电极化强度大小和方向相同，称为均匀极化；否则，称为非均匀极化。4．电极化强度和极化电荷面密度的关系以平板电容器为例来讨论。在电介质中取一长为d、面积为ΔS的柱体，柱体两底面的极化电荷面密度分别为-σ’和+σ’，这样柱体内所有分子的电偶极矩的矢量和的大小为因而电极化强度的大小为即：平板电容器中的均匀电介质，其电极化强度的大小对于极化产生的极化电荷面密度。一般情况下：——极化电荷总量的负值例：如图所示，当θ<π/2时，σ’

3、>0，正的极化电荷当θ>π/2时，σ’<0，负的极化电荷三、电介质中电场强度介电常数（极化电荷和自由电荷的关系）1．电介质中电场强度电介质在电场中将产生极化现象，出现极化电荷，反过来又将影响原来的电场。以平板电容器为例。设平板电容器的极板面积为S、极板间距为d，电荷面密度为σ0，放入电介质之前，极板间的电场强度的大小为σ0/S。当极板间充满各向同性的电介质时，由于电介质的极化，在它的两个垂直于的表面上分别出现正负极化电荷，其电荷面密度为σ’。极化电荷产生的场强的大小为——退极化场DepolarizationField因而电介质中的场强为自由电荷产生的场强

4、和极化电荷产生的场强的矢量和，即由于的方向与的方向相反，所以的大小为再由场强与电势的关系和电容的定义两式比较可得即在充满均匀的各向同性的电介质的平板电容器中，电介质内任意一点的场强为真空中场强的1/εr倍。2．极化电荷和自由电荷的关系根据上面的讨论，可得化简后得极化电荷面密度为极化电荷为再由和以及得令为电介质的电极化率，则说明：本节所讨论的情形是静电场中的电介质的极化情况。在交变电场中，电介质的电容率是和外电场的频率有关的，本节的结论并不成立。