静电场中的导体和电介质电磁学.ppt

第二章静电场中的导体和电介质第二章静电场中的导体和电介质§2.1物质的电性质§2.1.1导体、绝缘体与半导体2、等离子体和超导体图2.1北极光图2.3宇宙中的星云图2.5超导体的发现者荷兰物理学家默林-昂纳斯§2.1.2物质的电结构§2.2静电场中的导体§2.2.1静电平衡与静电平衡条件§2.2.2静电平衡导体上的电荷分布特点图2.6面电荷密度分布示意图2、导体在静电场中性质的应用图2.7避雷针工作原理图2.8场离子显微镜原理图2.11范德格拉夫起电机示意图§2.2.3导体壳与唯一性定理（2）腔内有带电体情形图2.12静电屏蔽（3）静电场边值问题的唯一性定理唯一性定理的表述三个引理唯一性定理的证明及镜像法的引入§2.3电容和电容器§2.3.1孤立导体的电容§2.3.2电容器及其电容的计算图2.13电容器2、电容器电容的计算图2.15平行板电容器§2.3.3电容器的串并联2、电容器的串联电容器的几点说明§2.4静电场中的电介质§2.4.1电介质的极化2、极化的微观机制（2）有极分子的取向极化§2.4.2极化强度与退极化场（2）极化电荷的分布与极化强度矢量的关系图2.20极化介质内的极化电荷与极化强度的关系图2.21均匀极化介质球2、退极化场图2.22极化介质的退极化场§2.4.3电介质的极化规律1、电介质的分类（2）各向异性（线性电介质）（3）铁电体电介质（4）永电体或驻极体电介质2、极化率与相对介电常数（1）电介质的相对介电常数（2）电介质的介电强度2009年诺贝尔物理学奖高锟：光纤传输走入现实博伊尔和史密斯：数码相机得以普及光纤大幅提高信息传输速度，令人们可以“在刹那间把文本、音乐、图像和视频传输到世界各地……如今，每个人都在使用光纤媒介”。电荷耦合器件图像传感器则把光转换成电信号，从而引发摄影变革，令小巧便捷的数码相机走入千家万户。另外，电荷耦合器件技术可应用于医学诊断和显微外科，例如人体内成像。简言之，3名获奖者“帮助塑造了当今网络社会的基础”。§2.5电介质中静电场的基本定理§2.5.1有介质电场的高斯定理（2）电位移矢量D（3）有介质存在静电场高斯定理的微分形式（4）对于各向同性电介质§2.5.2有介质电场的环路定理（2）有介质存在静电场环路定理的微分形式（3）问题：（4）上式成立的两种情况成立的情况（二）§2.6边值关系和有介质存在时的唯一性定理图2.24不同介质分界面的电场和电位移矢量图2.25不同介质分界面的电势连续2、有介质存在时静电场的唯一性定理3、典型应用：电像法和静电屏蔽第二章小结