
【电】 bound charge
manacle; restrain; bind up; hold in leash; shackle; stranglehold; tie down
yoke; bondage
【机】 bind; binding
【电】 electric charge
束缚电荷(Bound Charge)是电介质极化现象中产生的电荷类型,指被束缚在原子或分子内部、无法自由移动的电荷。其核心特征是与自由电荷(Free Charge)相对,仅能在微观尺度(如原子间距)内发生位移,形成电偶极矩。以下是详细解释:
中英对照定义
指电介质在外电场作用下发生极化时,分子内部正负电荷中心分离形成的等效电荷。这些电荷被原子核束缚,无法像导体中的自由电子一样长距离迁移。
产生机制
电介质分子可分为两类:
宏观上,电介质表面或内部出现净电荷分布,即束缚电荷。
特征 | 束缚电荷 | 自由电荷 |
---|---|---|
移动性 | 限于分子尺度位移 | 可在介质中长距离迁移 |
来源 | 电介质极化 | 外部注入(如电池、导线) |
电场作用 | 削弱外电场(产生反向电场) | 形成传导电流 |
极化强度与束缚电荷密度
电介质的极化强度矢量 (mathbf{P}) 定义为电偶极矩密度,其与束缚电荷的关系为:
$$ sigma_b = mathbf{P} cdot mathbf{hat{n}}, quad rho_b = - abla cdot mathbf{P} $$
其中 (sigma_b) 为表面束缚电荷密度,(rho_b) 为体束缚电荷密度。
对电场的影响
束缚电荷产生的退极化场 (mathbf{E}_d) 与外电场 (mathbf{E}_0) 叠加,使介质内总电场减弱:
$$ mathbf{E} = mathbf{E}_0 - frac{mathbf{P}}{3varepsilon_0} quad (text{以均匀极化球为例}) $$
“束缚电荷”是物理学中的概念,主要用于描述物质内部电荷的分布特性。以下是详细解释:
束缚电荷指物质中无法自由移动的电荷,通常被原子核或其他结构紧密束缚。例如:
这类电荷在外加电场作用下只能发生微小位移(如极化现象),但不会脱离原有位置。
当外加电场作用于介质时,束缚电荷会重新排列,形成极化电荷。例如:
束缚电荷是物质内部受约束的电荷,其行为与自由电荷相反,且在外电场中主要体现为极化效应。这一概念对理解电介质、电容器等电磁学问题至关重要。
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