電介質(zhì)（絕緣體）：不導(dǎo)電的物質(zhì)，其中的電荷被束縛在原子范圍內(nèi)不能宏觀移動

束縛電荷（極化電荷）：電介質(zhì)中被束縛的電荷

極化：原先宏觀上處處電中性的導(dǎo)體或電介質(zhì)，在外電場的作用下，達(dá)到平衡后，出現(xiàn)某種宏觀的電荷分布并產(chǎn)生附加電場的現(xiàn)象

極化的微觀機(jī)制

電介質(zhì)分子的電偶極子模型：將電介質(zhì)分子中全部的正負(fù)電荷用一對等效的正負(fù)點(diǎn)電荷（稱為正負(fù)電荷的等效中心）代替，這樣的一對等量異種電荷構(gòu)成的模型叫電偶極子，引入電偶極矩作為電偶極子模型的特征物理量，

，其中 為從負(fù)電荷中心指向正電荷中心的長度矢量。

位移極化與取向極化：

電介質(zhì)分子可以分為有極分子和無極分子，后者正負(fù)電荷等效中心重合，電偶極矩為零。對于無極分子構(gòu)成的電介質(zhì)，在外加電場的情況下無極分子正負(fù)電荷中心會產(chǎn)生便宜，使得電偶極矩不為零，在宏觀下表現(xiàn)為電介質(zhì)表面出現(xiàn)面電荷分布（當(dāng)電介質(zhì)不均勻時，會出現(xiàn)體電荷分布），稱為位移極化。對于有極分子構(gòu)成的電介質(zhì)，在外加電場的情況下，原本雜亂無章分布的電偶極子會趨向于沿外電場方向整齊排列（主要是電偶極矩的方向發(fā)生了改變），在宏觀下表現(xiàn)為電介質(zhì)出現(xiàn)面電荷分布或體電荷分布，稱為取向極化。

極化的描述

極化強(qiáng)度矢量：定義為單位體積內(nèi)分子電偶極矩的矢量和，

，按照極化強(qiáng)度矢量是否為常值，可以將極化分為均勻極化和非均勻極化。

極化電荷：極化電荷

在宏觀上表現(xiàn)為極化電荷面密度 和極化電荷體密度 。

退極化場：極化電荷會產(chǎn)生附加電場

，總電場可以表示為 ，通常，在電解質(zhì)內(nèi)部 往往與 反向，對外加電場起到削弱的作用，從而削弱極化作用，故而稱為退極化場。

極化強(qiáng)度矢量與極化電荷的關(guān)系

即極化強(qiáng)度矢量經(jīng)任意閉合曲面的通量等于該閉合曲面內(nèi)極化電荷總量的負(fù)值，或極化強(qiáng)度矢量的散度等于極化電荷體密度的負(fù)值。

即極化電荷的面密度等于極化強(qiáng)度矢量在電介質(zhì)表面的法向分量的大小。

極化強(qiáng)度矢量和總電場的關(guān)系

在線性電介質(zhì)中，有

，其中比例系數(shù) 稱為電極化率，是一個無量綱的量，對于各向同性且均勻的電介質(zhì)， 是一個常量。

有電介質(zhì)存在時的靜電場

我們已經(jīng)知道，無電介質(zhì)存在的靜電場滿足以下兩個方程（高斯定理與安培環(huán)路定理）：

引入一個輔助的物理量——電位移矢量：

引入一個物理量——相對介電常量（相對電容率）：

容易得到有電介質(zhì)存在時的靜電場完備方程組（積分表達(dá)式）：

其中

為自由電荷（所有極化電荷不算在內(nèi)）

這里同時給出靜電場完備方程組的微分表達(dá)式：

靜電場的邊界條件

靜電場完備方程在介質(zhì)突變處往往不再適用，取而代之的是靜電場滿足的邊界條件

（1）電位移矢量的法向分量連續(xù)：

（2）電場強(qiáng)度的切向分量連續(xù)：

帶電體系的靜電能

顯然，帶電體系的形成需要克服電力做功，相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換使帶電體系具有靜電勢能，靜電勢能儲存在同時產(chǎn)生的靜電場之中，是靜電場的能量，稱為靜電能。

（1）帶電體系的靜電勢能

設(shè)帶電體系由

等點(diǎn)電荷構(gòu)成，則這個帶電體系的靜電勢能為 ，其中 為體系除 以外其余點(diǎn)電荷在 位置產(chǎn)生的電勢。

對于電荷連續(xù)分布的帶電體，其靜電能表示為

， ，

（2）電容器儲存的靜電能

（3）靜電場的能量

事實(shí)上電能就是電場的能量，電場是特殊形式的物質(zhì)，單位體積內(nèi)電場所具有的能量稱為電能密度，電場能量密度的普適公式為：

總結(jié)

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