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时间:2018-12-29
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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划电介质材料论文 磁介质和电介质 华南理工大学 材料科学与工程学院 本文摘要:本文以教学课本为题材,分开阐述电场中的电介质和磁场中的磁介质的问题,以及相应有关式子的推导。对于电介质问题,从例题着手,从而更加深入的了解电介质的本质。对于磁介质的问题,则以不同的观点来分析,并作出比较,得出结论。 关键词:静电场;磁场;电介质;磁介质;磁荷观点;分子电荷观点 谈到有关介质的问题,自然就会想到介
2、质到底是什么。其实从本质上来说,介质就是一种物质。在电场中的介质叫做电介质,电介质一般来说电阻率很高,导电能力极差,又名绝缘体,如空气、氢气、等气态电介质;纯水、油漆等液态电介质;塑料、玻璃、云母、橡胶、陶瓷等固态电介质。在磁场中的介质就叫做磁介质,一切在磁场中能够被磁化的介质,统称为磁介质,例如铁块等。电场中存在电介质与磁场中存在磁介质对于电场和磁场来说,都是有比较大的影响的。本文将就此类问题来做出探讨: 静电场中的电介质目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提
3、升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 通过大学物理的学习,我们了解了电介质的一些性质,电介质不如导体,从其结构上分析,不存在自由电子,分子中的电子被原子核紧紧束缚,即使在外电场的作用下,电子一般也只能相对于原子核有一微观的位移,因而很难像导体那样表面产生感应电荷。但实验证明,外在的电场还是会引起电介质表面产生感应电荷。这就得的极化原理说起,我们知道电介质分子中存在正负电荷,这些正负电荷中
4、因为外加电场作用而必须发生漂移。对于不同的电介质,由于分子结构的 不同,极化方式也不同,有位移极化和取向极化,当然同种介质在不同强度的电场中极化程度也不一样。为了表示极化程度,物理学中引入了极化强度P=p ?V。对于各向同性的电介质,P=?e?0E。 由高斯定理知,E?dS?s1?0(?q0??q'). (1)式中的∑q0 S和∑q'分别表示自由电荷和极化电荷的代数和。又因为:'P?dS??q?可得到 量?(E?SP?0)?dS?q0?0,引入辅助型变量D,定义为电位移矢,从而得到电介质中的高斯
5、定理: D?dS S??q0目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 为了更清楚的了解电介质中的高斯定理,下面我们不如引入一道简单的例题: ?e的均匀电介质,原电场的电场强度为E0,在平行板电容器充满了极化率为 求充入电介质之后电场E的大小。 对于这类问题一般直接用高斯定理解决就可轻松解决,适当位置取
6、一高斯面S,由高斯定律知,设充电后金属极板上的自由电荷面密度为??e0,由:S 得到:?D?dS?D?S D2??e0?S1, D??e0E0E?????0E0??0?1??e,问题得到解决。,E0 其实这题还可以从电介质极化的本质出发来解决这类问题,我们知道极化 电荷的面密度为?e0?P,极化电荷产生的电场E'??e0P?e?0E????eE?0?0?0,这里需要强调的是E是总电场,而且极化电荷产生的电场与原来电场的电场强度E0的方向正好相反,故总场E?E0?E'?E0??eE 决.E?,从而
7、知1E01??e,这类问题同样得到了解目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 由以上两种方法可知,在有一定对称性的情况下,采用第一种解法比较简单。但是对一些高斯面比较难取的情况时,采用第二种解法就更加合适了,第二种解法从电介质极化的本质出发,由极化电荷的面密度得到极化电荷产生的场强,从而得到总场强。总之,两种
8、方法各有各的优处,在实际问题中我们需要灵活运用。 磁场中的磁介质问题 电场存在电介质,无独有偶,我们知道磁场中也存在磁介质。有关磁场中的磁介质的理论在物理电磁学发展的历史,有两大理论:分子电荷理论和磁荷观点。这两种观点的微观模型不同,从而赋予磁感应强度B和磁场强度H不同的物理意义,但是最后得到的宏观规律的表达式却完全相同,在这种意义下来说,这两种观点实质上是等效的。 (a)磁荷观点 从电磁学发展历史来看,
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