电极化强度(Polarization)
大学物理英文版的中文词汇对照表
Conductors & dielectrics in electrostatic fieldDielectric 电介质 Electrostatic equilibrium 静电平衡 Polarization 极化 Relative permittivity of dielectric 电介质的相对电容率 Electric susceptibility 电极化率 Electric displacement 电位移矢量 Metal 金属 Capacitor 电容器 Capacitance 电容 Farad 法拉 Breakdown field strength （dielectric strength） 击穿电场强度 (电介质绝缘强度) Parallel combination 并联 Series combination 串联 Energy of electrostatic field 静电场的能量Electrostatic induction 静电感应 Electrostatic shield 静电屏蔽 Coaxial 同轴的 Isotropic 各向同性的 Free charge 自由电荷 Polarized charge 极化电荷 Electric polarization 电极化强度 Permittivity of dielectric 电介质的电容率 Gauss’s law with dielectric 电介质中的高斯定理 Conducting 导电的 Parallel-plate capacitor 平行板电容器 Cylindrical capacitor 圆柱形电容器 Spherical capacitor 球形电容器 Energy density of electrostatic filed 静电场的能量密度Magnetic forces & magnetic fieldsMagnetic field 磁场 Steady current 恒定电流 Electric current 电流 Drift speed 漂移速率 Magnetic induction 磁感应强度 The Biot-Savart law 毕奥-萨伐尔定律 Infinitesimal 无限小的 Permeability of free space 真空磁导率 Principle of superposition of magnetic induction 磁感应强度叠加原理 Loop, Coil 线圈 Solenoid 螺线管 Angular velocity 角速度 Magnetic flux 磁通量 Gauss’s law in magnetic fieldSteady magnetic field 恒定磁场 Electromotive force (emf) 电动势 Current density 电流密度 Conduction current 传导电流 Ampere 安培 Circuit 电路，回路 Magnet 磁铁 Tesla 特斯拉 Current element 电流元 Right-hand rule 右手螺旋定则 Current-carrying 载流的 Extending line 延长线 Magnetic moment 磁矩 Magnetic induction lines 磁感应线 Ampere’s loop law 安培环路定理磁场中的高斯定理 Clockwise 顺时针的 Anticlockwise (counterclockwise) 逆时针的 Ideal 理想的 Closed path 闭合路径 Turn 匝，圈 Lorentz force 洛伦兹力 Ampere force 安培力 period 周期 Ampere law 安培定律 Torque 转矩 Magnetization 磁化Rectangle 长方形的 Cross section 截面 Toroid 螺绕环 Closely spaced 密绕的 Magnetic medium 磁介质 Ampere’s loop law in magnetic medium 磁介质中的安培环路定理 Magnetic permeability 磁导率 Relative magnetic permeability 相对磁导率 Magnetization intensity 磁化强度 Magnetization current 磁化电流 Magnetic field intensity 磁场强度Faraday’s law & inductanceFaraday’s law of induction 法拉第电磁感应定律 Induction electromotive force 感应电动势 Magnetic flux linkage 磁链 Vary 变化 Motional electromotive force 动生电动势 Bar 棒 Pivot 支点 Induced electric field 感生电场 Mutual inductance electromotive force 互感电动势 Henry 亨利 Energy of magnetic field 磁场的能量 Energy density of magnetic field 磁场的能量密度 Cable 电缆 Displacement current 位移电流 Full current 全电流Induction current 感应电流 Lenz’s law 楞次定律 Move away from 离开 Upwards 向上 Downwards 向下 Induced electromotive force 感生电动势 Electromagnetic field 电磁场 Self-inductance electromotive force 自感电动势 Self-inductance 自感 Mutual-inductance 互感 Volume element 体积元 Displacement current density 位移电流密度 Ampere’s loop law in full current 全电流安培环路定理 Maxwell electromagnetism theorem 麦克斯韦电磁场理论 Maxwell’s equations 麦克斯韦方程组。
生理学02细胞的基础试题
⽣理学02细胞的基础试题第⼆章细胞的基本功能⼀、名词解释1．单纯扩散（simple diffusion）2．易化扩散（facilitated diffusion）3．主动转运（active transport）4．兴奋性（excitability）5．可兴奋组织（excitable tissuse）6．阈强度（threshold strength）7．阈电位（threshold potential）8．静息电位（resting potential）9．动作电位（action potential）10．极化（polarization）11．去极化（depolarization）12．超极化hyperpolarization）13．复极化（repolarization）14．兴奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling） 15．单收缩（single twich）16．终板电位（end-plate potential）17．强直收缩（tetanic contraction）18．等长收缩（isometric contraction）19．等张收缩（isotonic contraction）20．前负荷（preload）21．后负荷（afterload）⼆、选择题（⼀）单项选择题1. 细胞膜脂质双分⼦层中，镶嵌蛋⽩质的形式是A. 靠近膜的内侧⾯、外侧⾯、贯穿整个脂质双层三种形式均有B. 仅在内表⾯C. 仅在外表⾯D. 仅在两层之间E. 仅在外表⾯与内表⾯2. ⼈体内O2、CO2和NH3进出细胞膜是通过A. simple diffusionB. facilitated diffusionC. active transportD. endocytosisE. exocytosis3. Na+跨膜转运的⽅式是A. simple diffusionB. facilitated diffusionC. active transport和simple diffusionD. active transportE. facilitated diffusion和active transport 4．葡萄糖进⼊红细胞膜是属于A. active transportB. simple diffusionC. facilitated diffusionD. endocytosisE. 吞饮5. 参与细胞易化扩散的蛋⽩质是A. 通道蛋⽩B. 受体蛋⽩C. 泵蛋⽩D. 免疫蛋⽩E. 表⾯蛋⽩6. 肠上⽪细胞由肠腔吸收葡萄糖，是属于A. simple diffusionB. facilitated diffusionC. active transportD. endocytosisE. 吞噬7. 运动神经纤维末梢释放ACh属于A. exocytosisB. simple diffusionC. facilitated diffusionD. active transportE. endocytosis8. 关于endocytosis跨膜转运⽅式的描述，不正确的概念是A. 是⼤分⼦物质或团块进⼊细胞的⼀种⽅式B. 特异性分⼦与细胞膜受体结合并在该处endocytosisC. 蛋⽩质从肠上⽪细胞⼀侧进⼊并从另⼀侧出去均为⼊胞D. 吞饮属于endocytosis的⼀种E. 吞噬实际上是endocytosis9. 产⽣⽣物电的跨膜离⼦移动属于A. simple diffusionB. 通道中介的facilitated diffusionC. 载体中介的facilitated diffusionD. endocytosisE. exocytosis10. 正常细胞膜内K+浓度约为膜外K+浓度的A. 12倍B. 30倍C. 50倍D. 70倍E. 90倍11. 正常细胞膜外Na+浓度约为膜内Na+浓度的A. 1倍B. 5倍C. 12倍D. 18倍E. 21倍12. 当达到K+ equilibrium potential时A. 膜两侧K+浓度梯度为零B. 膜内侧K+的净外流为零C. 膜外K+浓度⼤于膜内D. 膜两侧电位梯度为零E. 膜内较膜外电位相对较正13. ⼈⼯增加离体神经纤维浸浴液中K+浓度，resting potential的绝对值将A. 不变B. 增⼤C. 减⼩D. 先增⼤后减⼩E. 先减⼩后增⼤14. 在⼀般⽣理情况下，每分解⼀分⼦ATP，钠泵运转可使A. 2个Na+移出膜外B. 2个K+移⼊膜内C. 2个Na+移出膜外，同时有2个K+移⼊膜内D. 2个Na+移出膜外，同时有3个K+移⼊膜内E. 3个Na+移出膜外，同时有2个K+移⼊膜内15. 细胞膜内、外正常的Na+和K+浓度差的形成和维持是由于A. 膜在安静时对K+通透性⼤B. 膜在兴奋时对Na+通透性增加C. Na+、K+易化扩散的结果D. 膜上钠-钾泵的作⽤E. 膜上ATP的作⽤16. 神经细胞action potential的主要组成是A. spikeB. threshold potentialC. negative afterpotentialD. positive afterpotentialE. 1ocal potential17. 近代⽣理学把excitability的定义理解为A. 活的组织或细胞对外界刺激发⽣反应的能⼒B. 活的组织或细胞对外界刺激发⽣反应的过程C. 细胞在受刺激时产⽣动作电位的能⼒D. 细胞在受刺激时产⽣动作电位的过程E. 动作电位即excitability18. 判断组织excitability⾼低常⽤的简便指标是A. threshold potentialB. chronaxieC. threshold strengthD. 刺激强度对时间的变化率E. 刺激的频率19. 刺激threshold指的是A. ⽤最⼩刺激强度，刚刚引起组织excitation的最短作⽤时间B. 保持⼀定的刺激强度不变，能引起组织excitation的最适作⽤时间C. 保持⼀定的刺激时间和强度-时间变化率，引起组织发⽣excitation的最⼩刺激强度D. 刺激时间不限，能引起组织excitation的最适刺激强度E. 刺激时间不限，能引起组织最⼤excitation的最⼩刺激强度20. 可兴奋组织的strength-duration curve任何⼀点代表⼀个A. 强度阈值B. 时间阈值C. 时值D. 利⽤时E. 具有⼀定强度和时间特性的threold stimulus21. 神经细胞在接受⼀次阈上刺激后，excitability的周期变化是A. 绝对不应期⼀超常期B. 相对不应期⼀绝对不应期⼀超常期C. 绝对不应期⼀超常期—相对不应期⼀低常期D. 绝对不应期⼀相对不应期⼀超常期⼀低常期E. 绝对不应期⼀超常期⼀低常期—相对不应期．22. 组织兴奋后处于absolute refractory period时，其excitability为A. ⼩于正常B. ⽆限⼤C. ⼤于正常D. 零E. 等于正常23. 若action potential持续时间为 2.0ms，理论上每秒内所能产⽣传导的action potential数不可能超过A. 50次B. 100次C. 200次D. 400次E. 500次24. 神经纤维中相邻两个spike的时间⾄少应⼤于其A. relative refractory periodB. absolute refractory periodC. supernormal periodD. subnormal periodE. absolute refractory period加relative refractory period25. 在神经纤维，⼀次excitation后的relative refractory period时A. 全部Na+通道失活B. 较强的刺激也不能引起action potenrialC. 多数K+通道失活D. 前者约⼤10％E. 前者约⼤20％ 33. 细胞膜在安静时对Na +的通透性 A. 为零 B. 约为K +通透性的2倍） V M 静息静息 M . M 静息 M 静息E. action potential的幅度随传导距离增加⽽减⼩40. Action potential的“全或⽆”特性是指同⼀细胞的电位幅度A. 不受细胞外Na+浓度影响B. 不受细胞外K+浓度影响C. 与刺激强度和传导距离⽆关D. 与resting potential⽆关E. 与Na+通道复活的量⽆关41. 关于电压门控Na+通道与K+通道的共同点中，错误的是A. 都有开放状态B. 都有关闭状态C. 都有激活状态D. 都有失活状态E. 都有静息状态42. ⽤信息论的观点看，神经纤维所传输的信号是A. 递减信号B. ⾼耗能信号c. 模拟式信号D. 数字式信号E. 易⼲扰信号43. 下列关于有髓神经纤维saltatory conduction的叙述，错误的说法是A. 以相邻朗飞结间形成局部电流进⾏传导B. 传导速度⽐⽆髓纤维快得多C. 离⼦跨膜移动总数多，耗能多D. 双向传导E. 不衰减扩布44. 安静时运动神经末梢的vesicleA. 不释放AChB. 有少数囊泡随机释放C. 有少数囊泡依次轮流释放D. 每秒钟约有107个ACh分⼦释放E. 每秒钟约有200--300个囊泡释放45. 当神经impulse到达运动神经末梢时可引起接头前膜的A. Na+通道关闭B. Ca2+通道关闭C. K+通道关闭D. Cl-通道开放E. Ca2+通道开放46. 兴奋通过神经—肌⾁接头时，ACh与受体结合使终板膜A. 对Na+、K+通透性增加，发⽣超极化B. 对Na+、K+通透性增加，发⽣去极化C. 仅对K+通透性增加，发⽣超极化D. 仅对Ca2+通透性增加，发⽣去极化E. 对ACh通透性增加，发⽣超极化47. 神经-肌⾁接头transmission中，消除ACh的酶是A. 胆碱酯酶B. 腺苷酸环化酶C. 磷酸⼆酯酶D. ATP酶E. 胆碱⼄酰化酶48. 神经-肌⾁接头transmission的阻断剂是A. 阿托品B. 胆碱酯酶C. 四⼄基铵D. 六烃季铵E. 美洲箭毒49. 在神经-⾻骼肌接头处的受体-膜通道系统的信息传递中A. 受体和通道是两个独⽴的膜蛋⽩质分⼦B. 在化学信使同受体结合后，不能直接影响通道蛋⽩质C. 受体与第⼆信使同属于⼀个球形蛋⽩质分⼦D. 受体与第⼆信使是两个独⽴的结构E. 受体结构与具有离⼦通道功能的结构同属于⼀个球形蛋⽩质分⼦50. ⾻骼肌收缩和舒张的基本功能单位是A. 肌原纤维B. 肌⼩节C. 肌纤维D. 粗肌丝E. 细肌丝51. 肌细胞中的三联管结构指的是A. 每个横管及其两侧的终末池B. 每个横管及其两侧的肌⼩节C. 横管、纵管和肌质⽹D. 每个纵管及其两侧的横管E. 每个纵管及其两侧的肌⼩节52. ⾻胳肌细胞中横管的功能是A. Ca2+的贮存库B. Ca2+进出肌纤维的通道C. 营养物质进出肌细胞的通道D. 将兴奋传向肌细胞深部E. 使Ca2+和肌钙蛋⽩结合53. ⾻骼肌excitation-contraction耦联过程的必要步骤是A. 电兴奋通过纵管传向肌细胞深部B. 纵管膜产⽣动作电位C. 纵管终末池的Ca2+通道开放释放Ca2+D. 终末池中的Ca2+逆浓度差进⼊肌浆E. Ca2+与肌钙蛋⽩亚单位T结合54. ⾻骼肌excitation-contraction耦联中起关键作⽤的离⼦是A. Ca2+B. Cl-C. Na+D. K+E. Mg2+55. ⾻胳肌contraction时释放到肌浆中的Ca2+，经钙泵转运的部位是A. 横管B. 肌膜C. 线粒体膜D. 肌浆⽹膜E. 粗⾯内质⽹56. ⾻骼肌的excitation-contraction耦联不包括A. 电兴奋通过横管系传向肌细胞的深处B. 三联管结构处的信息传递，导致终末池释放Ca2+C. 肌浆中的Ca2+与肌钙蛋⽩结合D. 肌浆中的Ca2+浓度迅速降低，导致肌钙蛋⽩和它所结合的Ca2+解离E. 当肌浆中的Ca2+与肌钙蛋⽩结合后，可触发肌丝滑⾏57. 肌⾁的initial length取决于A. 被动张⼒B. preloadC. afterloadD. pretoad与afterload之和E. preload与afterload之差58. 肌⾁收缩时，如afterload越⼩，则A. 完成的机械功越⼤B. 收缩最后达到的张⼒越⼤C. 开始出现收缩的时间越迟D. 缩短的速度越⼩E. 缩短的程度越⼤59. 为便于观察afterload对肌⾁contraction的影响，前负荷应A. 为零B. 固定于⼀个数值不变C. 加到最⼤值D. 根据不同后负荷作相应的调整E. ⼩于后负荷60. 在强直收缩中，肌⾁的action potentialA. 幅值变⼤B. 幅值变⼩C. 频率变低D. 发⽣叠加或总和E. 不发⽣叠加或总和（⼆）多项选择题1. 以载体为中介的易化扩散的特点是：A. 有⾼度的结构特异性B. 表现饱和现象C. 表现竞争性抑制D. 逆电-化学梯度转运E. 耗能2. 膜通道的功能状态可分为A. 激活状态B. 失活状态C. 灭活状态D. 备⽤状态E. 进⾏状态3. 可兴奋细胞的兴奋性变化包括A. 绝对不应期B. 相对不应期C. 衰减期D. 低常期E. 超常期4. 刺激的参数主要是A. 刺激强度B. 刺激时间C. 刺激强度对时间的变化率D. 时值E. 基强度5. Sodium pumpA. 可造成离⼦势能贮备B. 活动时耗能C. 活动时同时泵出Na+和泵⼊K+D. 是Na+-K+依赖式ATP酶E. 需要Ca2+离⼦参与6. 神经-肌⾁接头兴奋transmission的1对1关系是因为A. ACh囊泡的随机释放B. Ch囊泡的释放不⾜C. ACh囊泡的量⼦式释放D. ⼀次神经冲动释放的ACh量⾜够多E. ⼀次神经冲动引起的终板电位幅度较⼤7. Local excitationA. 是⼀种全或⽆现象B. 有电紧张性扩布的特征C. 可产⽣时间性总和D. 可产⽣空间性总和E. 可长距离传导8. 以下可作为second messenger的物质是A. 钙离⼦B. 钙调蛋⽩C. 三磷肌醇D. ⼆酰⽢油E. cAMP9. 当连续刺激的时程⼩于单收缩时程时可能出现A. ⼀次单收缩B. ⼆次单收缩C. ⼀连串单收缩D. 不完全强直收缩E. 完全强直收缩10. 能提⾼肌⾁的收缩能⼒的因素是A. Ca2+B. K+C. 咖啡因D. 肾上腺素E. 缺氧三、问答题1．1．Simple diffusion和facilitated diffusion有哪些异同点？2．2．钠-钾泵的作⽤是什么？有何⽣理意义？3．3．简述resting potential的产⽣机制4．4．简述action potential的产⽣机制5．5．局部电位与动作电位相⽐有何特征？6．6．简述action potential传导的原理,⽐较有髓鞘纤维和⽆髓鞘纤维action potential传导的差别7．7．简述神经－肌⾁接头兴奋transmission的机制8．8．简述⾻骼肌excitation-contraction耦联的具体过程参考答案⼀、名词解释1.单纯扩散：物质分⼦或离⼦根据物理学扩散原理顺电—化学梯度通过细胞膜的⽅式。
大学物理 电介质
χ = εr − 1 电极化率
令 ε r = (1 + χ e ) 为相对介电常量（相对电容率）
ε = ε 0ε r ～电介质的电容率
5
四、极化电荷与自由电荷的关系
E
=
E0
−
E'=
E0 εr
E'=
εr − 1 εr
E0
d
σ'=
εr − εr
1
σ
0
Q' =
εr − εr
即 D⇒ E ⇒ P ⇒σ′ ⇒q′
9
物理意义
E
单位试验电荷 的受力
单位体积内的 P 电偶极矩的矢
量和 无物理意义， D 只有一个数学 上的定义 D = ε0E + P
= ε 0ε r E
特点
真空中关于电场的讨论都 适用于电介质：高斯定律、 电势的定义、环路定理等
各向同性均匀电介质中
P = ε0χe E ，表面束缚电荷 σ ′ = P ⋅ n ，电介质中P ≠ 0
D = (1+ χ )ε0E
ε r = (1 + χ )
ε = ε rε 0
相对电容率或相对介电常量
电容率或介电常量
D＝ε0ε r E = εE
•注意： D 是辅助矢量，描写电场性质的物理量仍为 E ,V
对于真空 χ e = 0 ε r = 1 ε = ε 0 则 D = ε 0 E
3、有电介质时的高斯定理的应用
在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。
4.极化电荷
在外电场中，均匀介质内部各处仍呈电中性，但在介质表 面要出现电荷，这种电荷不能离开电介质到其它带电体，也不 能在电介质内部自由移动。我们称它为束缚电荷或极化电荷。 它不象导体中的自由电荷能用传导方法将其引走。
偶极矩,介电常数
溶液法测定极性分子的偶极矩一、实验目的了解电介质极化与分子极化的概念，以及偶极矩与分子极化性质的关系。
掌握溶液法测定极性分子永久偶极矩的理论模型和实验技术，用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
二、实验原理德拜（Peter Joseph William Debye ）指出，所谓极性物质的分子尽管是电中性的，但仍然拥有未曾消失的电偶极矩，即使在没有外加电磁场时也是如此。
分子偶极矩的大小可以从介电常数的数据中获得，而对分子偶极矩的测量和研究一直是表征分子特性重要步骤。
1、偶极矩、极化强度、电极化率和相对电容率（相对介电常数）首先定义一个电介质的偶极矩（dipole moment ）。
考虑一簇聚集在一起的电荷，总的净电荷为零，这样一堆电荷的偶极矩p是一个矢量，其各个分量可以定义为 ∑∑∑===ii i z i i i y i ii x z q p y q p x q p 式中电荷i q 的坐标为),,(i i i z y x 。
偶极矩的SI 制单位是：m C ⋅。
将物质置于电场之中通常会产生两种效应：导电和极化。
导电是在一个相对较长的（与分子尺度相比）距离上输运带电粒子。
极化是指在一个相对较短的（小于等于分子直径）距离上使电荷发生相对位移，这些电荷被束缚在一个基本稳定的、非刚性的带电粒子集合体中（比如一个中性的分子）。
一个物质的极化状态可以用矢量P 表示，称为极化强度（polarization ）。
矢量P 的大小定义为电介质内的电偶极矩密度，也就是单位体积的平均电偶极矩，又称为电极化密度，或电极化矢量。
这定义所指的电偶极矩包括永久电偶极矩和感应电偶极矩。
P 的国际单位制度量单位是2-⋅m C 。
为P 取平均的单位体积当然很小，但一定包含有足够多的分子。
在一个微小的区域内，P 的值依赖于该区域内的电场强度E 。
在这里，有必要澄清一下物质内部的电场强度的概念。
在真空中任意一点的电场强度E的定义为：在该点放置一个电荷为dq 的无限微小的“试验电荷”，则该“试验电荷”所受到的力为dq E 。
极化电荷体密度与极化强度关系公式探究
极化电荷体密度与极化强度关系公式探究极化电荷体密度与极化强度关系公式探究介绍：极化电荷体密度和极化强度是电磁学中重要的概念，描述了物质对外电场的响应能力。
在本文中，我们将探讨极化电荷体密度与极化强度之间的关系，并尝试推导出相应的公式，以帮助我们更好地理解这一关系。
从简到繁：为了深入理解极化电荷体密度和极化强度之间的关系，让我们从简单的场景开始。
考虑一个均匀电介质材料，放置在一个外电场中。
当外电场作用于材料时，材料中的电子会发生位移，并导致正负电荷分离，形成极化。
极化电荷体密度描述了单位体积内的极化电荷数量。
极化强度则表示材料极化程度的度量，它是单位体积内的极化电荷。
为了更好地理解这一概念，我们可以将其定义为极化电荷与单位体积之比。
极化强度的单位通常为库仑每米（C/m^2）。
进一步探讨：在实际应用中，极化电荷体密度和极化强度之间的关系可以通过极化矢量来描述。
极化矢量P定义为单位体积内的极化电荷与外电场强度的比值。
即P = P/V，其中P是极化矢量，P是极化电荷体密度，V是体积。
基于这一定义，我们可以得出极化电荷体密度与极化矢量之间的关系：P = χε_0E，其中χ是电介质的极化率，ε_0是真空介电常数，E 是外电场强度。
这个公式指出，极化矢量与电场强度成正比，比例系数为极化率。
进一步推导：现在，我们尝试推导出极化电荷体密度与极化强度之间的关系公式。
考虑将极化强度表示为单位体积内的极化电荷（P）与电介质的体积（V）之比，即P = P/V。
继续推导，在一个具有线性介电常数的材料中，极化矢量可以表示为极化电荷与单位体积之比和电场强度之间的乘积。
即P = χε_0E。
结合以上两个公式，我们可以得出极化电荷体密度与极化强度之间的关系：P/V = χε_0E。
结论：综上所述，我们通过对极化电荷体密度和极化强度的理解，探讨了它们之间的关系。
我们得出了极化电荷体密度与极化强度之间的公式：P/V = χε_0E。
这个公式说明了极化电荷体密度如何随着极化强度和外电场强度的变化而变化。
物理电介质
以下将电极化强度矢量简称为极化强度 束缚电荷就是指极化电荷。
2、极化（束缚）电荷与极化强度的关系：
可证明对于均匀的电介质，极化电荷集中在它的表面。
在介质中取 : 轴沿电极化强度方向，轴长度为dl
的斜柱体，底面为dS。其内部极化可视为均匀。
dS en
P
该体元具有电偶极矩
dl P V
，它可视为两端具有电荷
有极分子有上述两种极化机制。 在高频下只有位移极化。
4 极化电荷 Polarization charge or bound charge
在外电场中，均匀介质内部各处仍呈电中性，但在 介质表面要出现电荷，这种电荷不能离开电介质到 其它带电体，也不能在电介质内部自由移动。我们 称它为束缚电荷或极化电荷。它不象导体中的自由 电荷能用传导方法将其引走。
P dS 左底 P dS 侧面 P dS 右底 P dS
S
0 0 右底 PdS
右底1dS
1S (1S)
(包围的极化电荷)
+0 –0 -1′ +1′
三、 电介 质的 极化规律
E E0 E ' 是电介质中的总电场强度。
E0 是自由电荷产生的电场。
nˆ E ' 极化电荷产生的退极化场
EI
EII
EI
EII
2 0
EI EII EIII
EI
EIII
2
2 0
0
EII 0
1
2
3
4
E1 E2 E3 E4 0
1 2 3 4 0 20 20 20 20
1 2 3 4 0
EI
EII
EIII
EI
EII
EIII
电极化强度
l
+
∴ σ ′ = P cos θ = P ⋅ n = Pn
n
−+ −+ −+ P −+ −+ −+ θ dS −+ −+ −+ n l
−σ '
+σ '
−
l
+
σ ′ = P ⋅ n = Pn
----截面上的束缚电荷面密度等于 ----截面上的束缚电荷面密度等于 极化强度沿该截面外法线方向 的分量
五.介质中的静电场 介质中某点的场强， 介质中某点的场强，是由外电场 和极化电荷的电场叠加而成σ ' − +σ ' +− E = E0 + E ′ +− + E0 − +− 以两块靠得很近的 +− + − 金属板为例 + − σ −σ′ + − E' + − E = E0 − E′ = + ε0 ε0 − +− +− ∵σ ' = P = P P = χ ε E
1
2
2
解：设导体板面积 板间距离为d 为S，板间距离为d 未放电介质: 未放电介质:板间 场强大小和电压为
+σ
−σ
E0
V0
σ E0 = ε0
V0 = E0 d
充电介质:作以∆ 充电介质:作以∆S为底面积的高斯面
∴∫∫ D1 ⋅dS
S
+ σ1 − σ1 '
+ σ1 ' D1 − σ1
∆S
+σ 2
E1 D2
3.球形电容器---两同心球壳构成 3.球形电容器---两同心球壳构成 球形电容器--设内外球壳分别带 有电荷+ 有电荷+q和-q，则
极化电荷体密度与极化强度之间的关系式为
极化电荷体密度与极化强度之间的关系式为极化电荷体密度与极化强度之间的关系式为简介：极化电荷体密度和极化强度是物理学中常用的概念。
极化电荷体密度是指在外电场作用下，原本不具有偶极矩的分子内部出现正负相反的偶极矩所导致的电荷分布。
而极化强度则是描述这种现象的物理量。
本文将从以下几个方面详细介绍极化电荷体密度与极化强度之间的关系式。
一、什么是极化电荷体密度？二、什么是极化强度？三、如何计算极化电荷体密度？四、如何计算极化强度？五、如何推导出两者之间的关系式？六、总结一、什么是极化电荷体密度？在物理学中，分子通常由原子组成，原子中心带有正电荷，而围绕着原子核运动的负电子则形成了一个云状结构。
当外加一个外部电场时，由于正负两种粒子受到不同程度的作用力，因此它们会发生相对位移，从而引起产生一个偶极矩。
这个偶极矩会使原子内部电荷分布发生变化，形成一个正负相反的电荷分布，这种电荷分布就是极化电荷体密度。
二、什么是极化强度？极化强度是描述极化现象的物理量。
它是指单位体积内偶极矩的总和，通常用符号P表示。
在SI单位制中，极化强度的单位为库仑每米（C/m）。
三、如何计算极化电荷体密度？由于极化电荷体密度是描述极化现象的一种物理量，因此我们可以通过计算偶极矩来得到它。
当外界电场作用于分子时，分子内部会产生一个偶极矩p，其大小与外加电场E成正比关系：p = αE其中α为比例常数，称为偶极矩极化率。
α与物质的性质有关，通常用以描述物质对外界电场响应能力的大小。
根据高斯定理，在任意闭合曲面S内部，偶极矩所产生的电场强度与曲面S内部所有自由电荷所产生的电场强度之和相等：∮S E·dA = 4πk∑q其中，k为库仑常数，q为闭合曲面S内部的自由电荷。
因此，偶极矩所产生的电场强度可以表示为：E = 1/(4πk)·(3cosθ·p)/r^3其中θ为外加电场与偶极矩之间的夹角，r为距离。
由于极化电荷体密度是由偶极矩所导致的电荷分布，在外界电场作用下，它可以表示为：ρp = -∇·P根据高斯定理可以得到：∫∫S P·dA = -∫V ∇·P dV其中S为任意闭合曲面，V为曲面S所包围的体积。
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四、电极化强度（Polarization ）
宏观上，电介质极化程度用电极化强度矢量来描述。
1. 电极化强度矢量
（1）定义：
ΔV p
P i
i
ΔV ∑=
lim
，其中i p 是第i 个分子的电偶极矩。
P 称为电极化强度。
单位为：2
-⋅m C 。
1．引入——定量描述电介质在外电场作用下的极化程度
在电介质内取一宏观小体积ΔV ，在没有外电场时，电介质未被极化，此小体积元中各分子的电偶极矩的矢量和为零；当有外电场时，电介质被极化，此小体积元中的电偶极矩的矢量和将不为零。
外电场越强，分子的电偶极矩的矢量和越大。
因而可以用单位体积中分子的电偶极矩的矢量和来表示电介质的极化程度。
2．电极化强度的定义
单位体积中分子的电偶极矩的矢量和叫作电介质的电极化强度。
V p P ∆=
∑
3．关于电极化强度的说明
电极化强度用来表征电介质极化程度的物理量； 单位：C ·m-2——与电荷面密度的单位相同；
若电介质的电极化强度大小和方向相同，称为均匀极化；否则，称为非均匀极化。
4．电极化强度和极化电荷面密度的关系
以平板电容器为例来讨论。
在电介质中取一长为d 、面积为ΔS 的柱体，柱体两底面的极化电荷面密度分别为-σ’和+σ’，这样柱体内所有分子的电偶极矩的矢量和的大小为
∑
∆'=Sd
p σ
因而电极化强度的大小为
σσ'
∆∆'=∆∑＝＝Sd
Sd V
p P
即：平板电容器中的均匀电介质，其电极化强度的大小对于极化产生的极化电荷面密度。
一般情况下：
n P
⋅='σ
'i
S
q S d P ∑-=⋅⎰⎰ ——极化电荷总量的负值
例：如图所示，
当θ<π/2时，σ’>0，正的极化电荷 当θ>π/2时，σ’<0，负的极化电荷
三、电介质中电场强度 介电常数 （极化电荷和自由电荷的关系） 1．电介质中电场强度
电介质在电场中将产生极化现象，出现极化电荷，反过来又将影响原来的电场。
以平板电容器为例。
设平板电容器的极板面积为S 、极板间距为d ，电荷面密度为σ0，放入电介质之前，极板间的电场强度的大小为σ0/S 。
当极板间充
满各向同性的电介质时，由于电介质的极化，在它的两个垂直于0E
的表面上分
别出现正负极化电荷，其电荷面密度为σ’。
极化电荷产生的场强E ' 的大小为
00εεσP
E ＝＝
''——退极化场Depolarization Field 因而电介质中的场强E 为自由电荷产生的场强0E 和极化电荷产生的场强E '
的矢量和，即
E E E '
＋＝0
由于0E 的方向与E ' 的方向相反，所以E 的大小为
)(1
00
0000
0σσεεσεσε'-='-=
-
=P
E E
再由场强与电势的关系 Ed U =
和电容的定义 d E d S d Q C Q U r r r εεεσεε000000==＝＝
两式比较可得
r E E ε0
＝
即在充满均匀的各向同性的电介质的平板电容器中，电介质内任意一点的场强为真空中场强的1/εr 倍。
2．极化电荷和自由电荷的关系
根据上面的讨论，可得 00
0εσσεεσ'
-=r 化简后得极化电荷面密度为
⎪⎪⎭⎫
⎝⎛
'r εσσ110－
＝
极化电荷为
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'r Q Q ε
1
10－＝
再由000E εσ＝和E E r ε＝0以及P ='σ得
()()E P r r r
00
11εεεεσ－＝－＝
令 1-r εχ＝为电介质的电极化率，则E P 0χε＝
说明：本节所讨论的情形是静电场中的电介质的极化情况。
在交变电场中，电介质的电容率是和外电场的频率有关的，本节的结论并不成立。