1 - 电介质的极化

电介质的极化

极化 (电偶极子)

• 位移极化（非极性分子）
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• 取向极化（极性分子）
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电介质（绝缘体）在外电场中，分子内正负电荷中心相对位移，形成极化，产生束缚电荷。

电极化强度（电偶极矩的体密度）

$$\vec{P}=\frac{\sum \vec{p}}{\Delta V}$$

单位体积内电偶极矩的矢量和。单位：${\text{C/m}}^2$。

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• 极化电荷只分布在表面（内部的极化电荷相互抵消

极化电荷

内部一点的极化电荷体密度： $\nabla \cdot \vec{P}=-{\rho }_{p内}$ 表面极化电荷面密度： ${\sigma }_{p外}=\vec{P}\cdot \hat{n}$

推导：$\vec{P}=n\vec{p}$ (n为极化电荷数密度) ${\oint }_S\vec{P}\cdot d\vec{S}={\oint }_{S}nq\vec{l}\cdot d\vec{S}={\iiint }_{V}nqdV=-q_{p内}$ ${\oint }_S\vec{P}\cdot \hat{n}dS={\oint }_S{\sigma }_{p外}dS$

符号	含义
${\sigma }_p$	束缚电荷面密度
${\rho }_p$	束缚电荷体密度
$\hat{n}$	介质表面外法向单位矢量

极化电效应

总场强=自由电荷场强+极化电荷场强 $\vec{E}={\vec{E}}_f+{\vec{E}}_p$

线性各向同性介质

$$\vec{P}={\epsilon }_0\chi \vec{E}$$

$\chi$ 为电极化率（无量纲），反映介质被极化的难易程度。 注意为总电场$\vec{E}$

前置-高斯定理 | 后置-电位移矢量