静电荷密度英文解释翻译、静电荷密度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 density of electrostatic charge
分词翻译:
静的英语翻译:
calm; quiet; still
【电】 stat
电荷密度的英语翻译:
【化】 charge density; charging density
专业解析
静电荷密度(英文:Static Charge Density)是电磁学中的核心概念,指单位面积或单位体积内静止电荷的分布量度。其定义与物理意义如下:
一、数学定义与单位
- 面电荷密度(σ):
分布在二维表面上的电荷密度,定义为:
$$
sigma = frac{dq}{dA}
$$
单位为库仑/平方米(C/m²),适用于导体表面电荷分布分析 。
- 体电荷密度(ρ):
分布在三维空间内的电荷密度,定义为:
$$
rho = frac{dq}{dV}
$$
单位为库仑/立方米(C/m³),用于介质内部电荷描述 。
二、物理意义与应用
静电荷密度表征电荷在空间中的聚集程度:
- 导体表面:电荷仅分布于表面,面密度与曲率相关(如尖端放电现象)。
- 绝缘介质:体密度反映极化或自由电荷的分布,影响电场强度计算(高斯定律:$oint mathbf{E} cdot dmathbf{A} = frac{Q_{text{enc}}}{epsilon_0}$)。
- 工程应用:集成电路设计需控制电荷密度以防静电击穿;静电喷涂技术依赖表面电荷均匀性 。
三、权威参考文献
- 《电磁学》(赵凯华):
系统阐述静电荷密度与电场的关系,强调其在边界条件中的应用(高等教育出版社)。
- 《Classical Electrodynamics》(J.D. Jackson):
推导电荷密度对麦克斯韦方程的贡献,提供经典理论框架(Wiley出版社)。
: 赵凯华, 陈熙谋. 电磁学(第四版). 高等教育出版社, 2018: 第3章.
: Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley, 1999: Section 1.7.
网络扩展解释
静电荷密度是描述静电场中电荷分布密集程度的物理量,具体解释如下:
一、基本定义
静电荷密度指单位体积、单位面积或单位长度内分布的电荷量,根据电荷分布形式分为:
- 体电荷密度(ρ):单位体积内的电荷量,公式为 $$rho = frac{Q}{V}$$
- 面电荷密度(σ):单位面积内的电荷量,公式为 $$sigma = frac{Q}{S}$$
- 线电荷密度(λ):单位长度内的电荷量,公式为 $$lambda = frac{Q}{L}$$
二、物理意义
- 正负性:静电荷密度可为正或负,反映电荷种类的差异(如正电荷密度为正,负电荷密度为负)。
- 静态特性:在静电场中,电荷处于静止状态,其密度分布决定了电场的空间特性(如通过高斯定理计算场强)。
三、与电场强度的关系
根据库仑定律和高斯定理,静电荷密度直接影响电场的分布:
- 均匀体电荷密度导体的电场强度与距离成反比,即 $$E propto frac{rho}{r}$$;
- 在导体表面,面电荷密度与电场强度直接相关,如 $$E = frac{sigma}{epsilon_0}$$。
四、应用场景
- 电磁场分析:通过电荷密度分布计算电势、场强等参数;
- 材料科学:研究导体或电介质中的电荷分布特性。
五、注意事项
- 单位:体密度为库仑/立方米(C/m³),面密度为库仑/平方米(C/m²),线密度为库仑/米(C/m);
- 动态与静态区分:静电荷密度不考虑电荷运动(如电流密度),仅适用于静电场。
如需进一步了解电荷密度与场强的具体公式推导,和中的详细分析。
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