介質(zhì)中的能量問題

1、介質(zhì)中的能量問題,林杰07300190016,一般結(jié)論！,等電荷自由能表達式：等電勢自由能表達式：,,參見朗道P48,由熱力學知識，可知在等溫，等電荷情況下,F總是趨向減小，而G則在等溫，等勢情況下總是希望減小,為什么這么寫？,電勢Intensive 電量extensive,,↓,同理：,,力的一般表達式：,這里的積分都是對于全空間的！,加入介質(zhì)后的自由能變化,首先由dF的表達式，并且考慮溫度不變的條件，假設介質(zhì)是線性的，得：

2、同理可得：,介質(zhì)中的極化能量密度,等電荷：,,,因為,,,不同邊界條件情況下，自由能變化是相同的！都是減小的！ 因此介質(zhì)趨向于電場強度大的區(qū)域，這就解釋了為什么塑料棒能吸小紙片的現(xiàn)象。,,在溫度不變的情況下，力可以由介質(zhì)中的極化能量密度變化求得：,一個例子：電容極板上電荷不變,介質(zhì)插入極板內(nèi),考慮到介質(zhì)是線性的！,計算,,壓強為正，介質(zhì)塊受到向里的力！介質(zhì)傾向于電場強度大的區(qū)域,這里的P是壓強！,利用麥克斯韋張量計

3、算受力,結(jié)果一致！,兩種方法結(jié)果一致，介質(zhì)板都受到往里拉的力！,電勢不變,計算,電介質(zhì)同樣受到向里的力，與電荷守恒的情況一樣,利用麥克斯韋張量計算受力,→,結(jié)果恰好相同！介質(zhì)被往里拉！參見P84,誰錯了？,但是，書上P79的說法卻又恰好相反，等電荷時，介質(zhì)的引入，使總能量減小，而等電勢則使總能量增大，為什么？首先，我們要相信利用麥克斯韋張量的結(jié)果肯定沒問題。其實大家都正確，只是書上的講法并未考慮電池的影響。,一點說明！,兩項相