
【電】 bound charge
manacle; restrain; bind up; hold in leash; shackle; stranglehold; tie down
yoke; bondage
【機】 bind; binding
【電】 electric charge
束縛電荷(Bound Charge)是電介質極化現象中産生的電荷類型,指被束縛在原子或分子内部、無法自由移動的電荷。其核心特征是與自由電荷(Free Charge)相對,僅能在微觀尺度(如原子間距)内發生位移,形成電偶極矩。以下是詳細解釋:
中英對照定義
指電介質在外電場作用下發生極化時,分子内部正負電荷中心分離形成的等效電荷。這些電荷被原子核束縛,無法像導體中的自由電子一樣長距離遷移。
産生機制
電介質分子可分為兩類:
宏觀上,電介質表面或内部出現淨電荷分布,即束縛電荷。
特征 | 束縛電荷 | 自由電荷 |
---|---|---|
移動性 | 限于分子尺度位移 | 可在介質中長距離遷移 |
來源 | 電介質極化 | 外部注入(如電池、導線) |
電場作用 | 削弱外電場(産生反向電場) | 形成傳導電流 |
極化強度與束縛電荷密度
電介質的極化強度矢量 (mathbf{P}) 定義為電偶極矩密度,其與束縛電荷的關系為:
$$ sigma_b = mathbf{P} cdot mathbf{hat{n}}, quad rho_b = - abla cdot mathbf{P} $$
其中 (sigma_b) 為表面束縛電荷密度,(rho_b) 為體束縛電荷密度。
對電場的影響
束縛電荷産生的退極化場 (mathbf{E}_d) 與外電場 (mathbf{E}_0) 疊加,使介質内總電場減弱:
$$ mathbf{E} = mathbf{E}_0 - frac{mathbf{P}}{3varepsilon_0} quad (text{以均勻極化球為例}) $$
“束縛電荷”是物理學中的概念,主要用于描述物質内部電荷的分布特性。以下是詳細解釋:
束縛電荷指物質中無法自由移動的電荷,通常被原子核或其他結構緊密束縛。例如:
這類電荷在外加電場作用下隻能發生微小位移(如極化現象),但不會脫離原有位置。
當外加電場作用于介質時,束縛電荷會重新排列,形成極化電荷。例如:
束縛電荷是物質内部受約束的電荷,其行為與自由電荷相反,且在外電場中主要體現為極化效應。這一概念對理解電介質、電容器等電磁學問題至關重要。
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