大学物理 —— 静电场中的导体 电介质(1)
今日一言：
“希望和饭一样，不吃不行。”
——《亲爱的》
大学物理 —— 静电场中的导体 电介质(1)
目录
- 12.1 静电场中的导体
- 12.1.1 导体的静电平衡
- 12.1.2 空腔导体和静电屏蔽
- 12.1.3 有导体存在时静电场的分析计算
- 12.2 静电场中的电介质
- 12.2.1 电介质及其极化
- 12.2.2 电介质中的电场强度
- 12.2.3 电位移矢量 电介质中的高斯定理
- 12.2.4 有电介质存在时静电场的分析计算
- 12.3 电容 电容器
- 12.3.1 孤立导体的电容
- 12.3.2 电容器的电容
- 12.3.3 电容器的连接
- 12.4 电场的能量
- 12.4.1 带电电容器的能量
- 12.4.2 电场的能量和能量密度
12.1 静电场中的导体
12.1.1 导体的静电平衡
1.导体的静电平衡状态
自由电子： 脱离所属原子的束缚而在金属中自由运动的电子。
晶体点阵： 带正电的金属离子在金属中按一定分布排列形成的金属骨架。
静电感应： 导体在外电场中，其上的电荷重新分布，局部呈带点状态的现象。
感应电荷： 导体由于静电感应产生的电荷。
静电平衡状态： 导体内部和表面上任何一部分都没有宏观电荷运动的状态。
- 导体的静电平衡特征（条件）：
- 导体内部的场强处处为零。（即内部无电子运动）
- 导体表面附近紧贴导体外侧处的场强方向垂直表面。（即沿表面无电子运动）
- 导体成为等势体，表面成为等势面。
1.静电平衡时导体上电荷的分布
特征：
- 导体内处处无静电荷，静电荷只分布于导体的外表面上。
- 导体表面上各处的电荷面密度于该处表面紧邻处的场强大小成正比。
- 孤立导体表面各处的电荷密度于各处表面的曲率有关，其越大，电荷面密度越大。
孤立导体： 该导体周围不存在其它导体或其它导体可忽略。
12.1.2 空腔导体和静电屏蔽
1. 空腔导体
空腔内无电荷
- 整个空腔是一个等势体。
- 电荷分布在外表面上，内表面无电荷。
- 高斯定理证明
- 反证法证明（导体是等势体）
空腔内有电荷
- 内表面因静电感应出现等值异号（相对于腔内）电荷。
- 外表面也静电感应而增加等值异号（相对于内表面）电荷。
- 高斯定理证明
- 外表面的总电荷为 [ 感应电荷 + 本身自带电荷 ]
2.静电屏蔽
静电屏蔽： 导体壳外部的电荷不能影响导体壳内部的现象。
12.1.3 有导体存在时静电场的分析计算
这部分 —— 略
