不均匀电介质在没有自由电荷体密度时

发布网友发布时间：2024-04-16 09:40

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热心网友时间：2024-04-16 18:36

不均匀电介质在没有自由电荷体密度时如下：

自由电荷指的是可以自由移动的电荷，而不是净余电荷。即使物体中有自由电荷，整个物体也可能不带电，比如一个不带电导体内部存在许多可以自由移动的自由电荷，但它是不带电的，因为整体的正负电荷代数和为0。而带电，则意味着存在净余电荷，即正负电荷的代数和不为0。

理想介质不存在自由电荷，所有电子和原子核都被束缚着，这正是理想介质的定义。那理想介质可不可以存在净余电荷呢？下面就是我的理解了：

理想介质不仅不存在自由电荷，而且也不存在净余电荷，为什么呢？可以设想一个情况：令一个不带电的理想介质与一个带正电的物体接触再分开，从实际情况容易知道，两者会电荷均分，理想介质会带上正电荷。

这就意味着发生了电荷转移，有正电荷从带电体转移到了理想介质上，不过我们知道原子核是不会转移的，实际上是理想介质的电子转移到了带正电的物体上。然而这就与我们前面对理想介质的定义矛盾了，因为前面说了理想介质的电子被紧紧束缚着，不可能转移到另一个物体上，否则就不是理想介质。

对此，可以给出这样的结论：上面提到的实际情况中的介质不是理想介质，我们暂且把它叫作实际介质，对于实际介质，虽然它的电子也被原子核束缚着，但束缚能力毕竟有限，再加上电子的概率分布，因此它就可以与其他物体发生电荷交换。

我们常在题目中看到的带电介质就是这种实际介质，虽然实际介质可以有电荷转移，但实际介质与其他物体之间和在自身内部发生电荷转移的时候阻力很大。而理想介质的完全束缚使得它既无自由电荷，也不会有净余电荷，始终是个电中性的不带电体。

将类似的思考应用到理想导体和实际导体上，可以得出以下总结：理想介质：不存在自由电荷，也不存在净余电荷，始终是电中性的不带电体（在电场中会有极化电荷，不过这与我们现在讨论的问题无关）。电子全部被完全束缚，电导率为0，完全的绝缘体。

实际介质：不存在自由电荷，但可以存在净余电荷，带上净余电荷的方式是与其他物体之间发生电荷转移，能发生电荷转移的原因是原子核对电子的束缚能力有限，电子被几乎完全束缚。电导率极小，近似的绝缘体。

理想导体：存在自由电荷，不存在原子核对电子的束缚，可以存在净余电荷，与其他物体之间和在自身内部发生电荷转移的时候没有任何阻力。电导率为无穷大，电阻率为0，超导体。

实际导体：存在自由电荷，原子核对电子轻微束缚，与其他物体和在自身内部电荷转移时几乎没有任何阻力，电导率极大，电阻率极小。