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1、电介质物理-前言1 电介质2 电介质物理研究对象3 电介质的分类4 电介质物理的基本研究课题1 电介质一、电介质u 束缚电荷在电场作用下，正负电荷在原子和分子范围内做微小位移的电荷。一、电介质u 极化束缚电荷在电场作用下，产生宏观上不等零的电偶极矩的现象。一、电介质u 电介质能产生极化现象的物质。u 电介质的特征以正负电荷重心不重合的电极化方式传递、存储或记录电的作用和影响。二、电介质物理研究对象u 研究电介质内部束缚电荷在电场（包括静电场和交变电场，交变电场包括射频电场，微波电场和光频电场）作用下的电极化过程。二、电介质物理研究对象u 阐明电极化规律与介质结构的关系；u 揭示其宏观介电性质的
2、微观机制，进而发展电介质的效用。二、电介质物理研究对象u 电介质物理也研究电介质绝缘材料的电击穿过程及其原理，以利于发展电绝缘材料。三、电介质的分类u 电介质的分类电介质可以按气态、液态、固态分类，分布极广。电介质不必一定是绝缘体，但绝缘体是典型的电介质。三、电介质的分类广义上说，电介质不仅包括绝缘材料，而且还包括多种功能材料。一般把电介质分成了两大类：（1）极性电介质；（2）非极性（中性）电介质。三、电介质的分类物质的分子由原子（原子团或离子）组成，每个原子均带有等量的正电荷和负电荷，任何物质分子的电荷代数和等于零，但不同物质分子电荷在空间的分布是不同的。三、电介质的分类当无外电场时，分子的
3、正电荷重心与负电荷重心相重合，该分子称非极性（中性）分子，由非极性分子组成的电介质称非极性（中性）电介质。三、电介质的分类当无外电场作用时，分子的正、负电荷重心不相重合，即分子具有偶极矩，这种分子称极性分子，由极性分子组成的电介质称极性电介质。三、电介质的分类u 影响电介质极性的因素（1）分子的化学结构；（2）原子的正负性；（3）原子在分子中排列的相对位置。四、电介质物理的基本研究课题u 电介质的极化与物质结构密切相关。（1）原子核外电子云的畸变极化，即电子位移极化；（2）分子中正负离子的相对位移极化，即离子位移极化；（3）分子固有电矩的转向极化。三种主要的电极化方式：四、电介质物理的基本研究
4、课题u 介电常数在外电场中，电极化的相对介电常数 是综合的反应三种微观过程的宏观物理量。四、电介质物理的基本研究课题介电常数是电场频率的函数。当频率为零或频率很低（如1KHz）时，三种微观过程都参与作用，可能同时出现电子位移极化，离子（原子）位移极化和偶极子转向极化，这时对一定的电介质而言介电常数 为常数。四、电介质物理的基本研究课题u 介电常数取复数形式（）=（）+（）实部（）随频率的增加而下降，虚部（）代表介质的损耗，虚部出现峰值，这种变化规律称电介质的弛豫。介电常数随频率变化的现象称色散现象。四、电介质物理的基本研究课题研究电极化和弛豫是电介质物理的基本课题，涉及电荷的分布、起伏、带电粒子间的相互作用。四、电介质物理的基本研究课题在电介质物理研究中，一方面需很好的实验手段，一方面要求具备优良的理论知识；电动力学、量子力学、热力学、统计物理和固体物理，始终是研究和探讨本学科必不可少的理论基础手段。