电偶极子在均匀电场中的运动特征研究_论文

发布于:2021-09-13 00:46:33

物理 与工 程 Vo. 2 No 2 2 1  12  .  0 2 电偶 极 子在 均 匀 电场 中的运 动特 征 研 究  张 永 梅  ( 南京航 空航 天大 学理 学院 , 江苏 南 京  2 1 0 ) 1 1 6  ( 收稿 日期 :2 1- 10 ) 0 II-4  摘  要  电偶极 子在 均匀 电场 中受到 力 矩 的作 用 而发 生转 动 , 由于 惯 性 的存 在 , 但 电偶极 子 不  会 立 即静 止在 * 衡位 置 , 是会 在 *衡 位置 附*振 动. 文从 动 力 学和 能量 特 征 两个  而 本 方面证 实 , 始 角度较 小 的情况 下 , 初 电偶极 子做 简谐振 动.   关 键词  电偶极 子 ; 均匀 电场 ; 力矩 ; 谐振 动  简 ~  S TUDY  oF  oTI M oN  CH ARACTERI TI   S CS oF  ELECTRI DI C  PoLE  N  I UNI FoRM   ELECTRI FI C  ELD  Zh ng Yo g e  a   n m i ( olg   f c n e a j g Unv ri   fAeo a t sa d Asrn u is Na j g in s   1 1 6  C l eo  i c ,N ni   ie s y o  r n u i   n   to a t , ni ,J g u2 1 0 ) e Se n t c c n a Ab t a t El e rc d po e i   io m  lc r cfe d r t t s b c us     l c rc t r e s r c  e t i  i l n un f r e e t i  i l  o a e   e a e ofe e t i  o qu .W he   h   nte e e t i  i ol  e c s is ba a e po ii n,i d e n’ r s  t t   sto   si r i  xit ,bu   lc rc d p e r a he  t  lnc   sto t o s t e t a  he po ii n a  ne ta e s s     t v br t s a o d t   a a e po ii n.I   hi  p r t i  o im e   ha  he e e t i  p l  x— i a e   r un   he b l nc   sto n t spa e ,i sc nfr d t tt   lc rcdi o e e   hi is smpl  r ni  b t  i e ha mo c moton u e   m a la gl  n ta  o ii n f o t   i w  f d a c   i   nd r s l n e i iil c nd to   r m  he v e o   yn mi s   a   ne g   ha a t rs is  nd e r y c r c e itc . Ke   o d   ee t i  po e;u f m  l c rc fe d;t r u yW r s lc rc di l nior e e t i  il o q e;smpl  r ni  i a i n i e ha mo c vbr to   振子 .   1 引 言    电偶极 子 是在 电磁理 论 和实 际 生 活 中经 常 遇  到 的一种 带 电 体 系 , 距 离较 * 的等 量 异 号 电 荷  是 电偶 极 子是 一 个 重 要 的物 理 模 型 , 大部 分 物  构成 的带 电 系统 . 连接 两 电荷 的直 线 称 为 电偶 极  质 的分 子 的电性 质都可 以看 成 是 由正 电 中心 和 负  电 中心 构成 的 电偶 极 子[ . 静 电 学 中 我们 都 会  1在 ] 讨 论 电偶极 子 电场 的特 点 , 会 讨 论 电偶 极 子 在  也 电场 中受到 力 矩 作 用 而 发生 转 动 , 这也 是 电 介 质  极 化 的基本 机 理 之 一.目前 的 教 科 书 在处 理 电偶  子 的轴线 , 取从 负 电荷 指 向正 电荷 的矢 量 r 的方  e 向为 轴线 的正方 向. 电荷 量 q与矢 量 ,  的 乘 积定  义为 电偶极 矩 , 简称 电矩 , p 一q  即   r.   -0  q + g   极 子时 都 只考 虑 它 的 电学 属性 而 忽 略力 学 属 性 ,   图 1 电偶 极 子示 意 图  认 为 电偶极 子在 均匀外 电 场作 用下 将 发 生转 动 而  趋 于外 电场 方 向口 . 是 不 全 面 的. 实 上 , 何  ]这 事 任 2 电偶极子 在 均匀 电场 中的运 动  带 电粒 子都具 有 质量 , 具 有惯 性 . 虑 到 电偶 极  都 考 子具有 惯性 , 它应 该会 在* 衡 位置 附 *振 动 . 文  本 考虑 电偶极 子 由具有 一定 质量 而 电荷 极 性相 反 的  两个粒 子组 成 , 研究 由 于静 电力 和惯 性 的共 同作  用, 电偶极 子在 电场 中 的振 动 行 为 , 从 能量 的角  并 度证 实振 动 的电偶极 子类 似 力学 中的单 摆 或 弹簧  设外 电场 的强 度 为 E, 电偶 极 子 放 在 该 均  把 匀 的外 电场 中时 , 的电偶 极 矩 p 它 。的方 向 与 电场  强度 E 的方 向之 间 的夹角 为 0 电偶 极子 的正 负 电  . 荷 分别 受到 电场 力 F  和 F  的作 用 , 两 个 力 的  这 大小 F 一F    均为 q   E. 物 理 与工程 Vo. 2 No 2

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