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第二十章 静电场中的导体与电介质
§1 静电场中的导体
一、金属导体的电结构
导体:当物体的某部分带电后,能够将获得的电荷迅速向其它部分传布开,这种物体称为导电体(导体)。
绝缘体(电介质):物体的某部分带电后,其电荷只能停留在该部分,不能显著地向其它部分传布,这种物体称为绝缘体。
半导体:导电能力介于导体和电介质之间的物质。
★ 注意:导体、半导体和电介质之间无严格的界限,只是导电的程度不同。
金属导体的电结构:
在各种金属导体中,由于原子最外层的价电子与原子核之间的吸引力很弱,很容易摆脱原子的束缚,脱离原来所属的原子在金属中自由移动,成为自由电子;组成金属的原子,由于失去部分价电子成为带正电的离子(晶体点阵)。(如图)
金属导体的电结构:带负电的自由电子和带正电的晶体点阵。
当导体不带电也不受外电场作用时,两种电荷在导体内均匀分布,没有宏观移动,只有微观的热运动。
二、静电感应与静电平衡
如果我们把导体放入静电场 中,电场将驱动自由电荷定向运动,形成电流,使导体上的电荷重新分布,见下图(a)。在电场的作用下导体上的电荷重新分布的过程叫静电感应,感应所产生的电荷分布称为感应电荷,按电荷守恒定律,感应电荷的总电量是零。感应电荷会产生一个附加电场 ,见下图(b),在导体内部这个电场的方向与原场 相反,其作用是削弱原电场。随着静电感应的进行,感应电荷不断增加,附加电场增强,当导体中总电场的场强
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