1-2介质的电磁性质

介质的极化和介电常数介质是指具有一定的电导率、介电常数、介磁常数和磁导率的物质，因此，在电磁学中，介质起着非常重要的作用。

介质的极化和介电常数是介质的两个重要性质，对于了解介质的性质和在电磁学应用中起着非常重要的作用。

一、介质的极化介质的极化是指当电场作用于介质时，介质中的分子或离子会发生定向排列，使得介质不再是电中性的状态。

介质中正负电荷的分离称为极化。

1.取向极化介质中的分子或离子具有磁矩或偶极矩，当外加电场作用时，它们会在外力的作用下发生旋转，并与电场方向调整一致而产生极化。

这种极化称为取向极化，它是介电常数与频率有关的一个主要因素。

2.电子云极化电子具有电荷，它在外电场作用下会产生势能，电子云会向外扩散，然后与电场相反的方向移动，形成极化电荷。

因为电子云的大小不一，电子云极化是介电常数与频率有关的另一个重要影响。

3.离子极化在某些情况下，例如在液态和熔融状态下，介质分子可以发生电离或掉电子，从而产生离子极化。

离子极化主要与介质的物理状态、化学结构和温度有关。

二、介电常数介电常数是介质在外电场作用下对电荷的电场力的响应能力的一种量度。

它反映了介质的电介质性质，是比电常数的函数。

介电常数在多种电磁学应用中都有它的功能，例如极板电容器、电场探测器、能量储存设备等。

它的理论计算通过一些基本理论可以求解，例如连续性方程、功率定理、闭合波导等。

综上所述，介质的极化和介电常数是介质电磁性质中的两个基本分支。

极化是介质对电场响应的一种体现，介电常数则对介质电场作用的响应能力进行定量描述，两种性质在相互联系、相互作用的基础上，共同组成了介质电介质学这个广泛应用的分支。

时变电磁场不同介质分界面上的衔接条件
时变电磁场在不同介质分界面上的衔接条件由两个主要方面决定：电场的切向分量和磁场的法向分量。

以下是在不同介质分界面上衔接条件的简要说明：
1. 电场的切向分量：
●切向电场分量（电场强度的切向分量）在分界面上是连续的。

这意味着两个相邻介质的
切向电场分量的大小和方向必须相等。

●假设在介质1中的电场强度为E1，介质2中的电场强度为E2，当电磁波从介质1传播
到介质2时，有E1⊥= E2⊥，即切向电场分量垂直于分界面。

2. 磁场的法向分量：
●法向磁场分量（磁感应强度的法向分量）在分界面上也是连续的。

这意味着两个相邻介
质的法向磁场分量的大小和方向必须相等。

●假设在介质1中的磁感应强度为B1，介质2中的磁感应强度为B2，当电磁波从介质1
传播到介质2时，有B1⊥= B2⊥，即法向磁场分量垂直于分界面。

这些衔接条件基于麦克斯韦方程组和电磁场的连续性原理，确保了电场和磁场在介质分界面上的平滑衔接。

遵循这些衔接条件可以确保电磁波在介质分界面上的传播正确和连续。

需要注意的是，当介质的性质不同时（例如，电介质到导体的分界面），衔接条件可能会有所不同。

在这种情况下，还需要考虑介质表面上的电荷分布和电流分布，以满足电磁场的连续性。

第三章 媒质的电磁性质和边界条件众所周知，物质是由原子核和电子组成的，原子核带正电，电子带负电。

就是说任何物质材料，不论是气体、液体还是固体都含有带电粒子，这些带电粒子的周围一定存在着电场；同时电子一方面绕原子核运动，另一方面也作自旋运动，电荷的运动形成电流，这些电流周围存在磁场。

从微观上看，材料中这些带电粒子是存在电磁效应的，但从宏观上看，由于相邻原子产生的场相互抵消，及大量带电粒子热运动的平均结果，使自然状态下的物质仍呈现电中性。

倘若存在外加电磁场，则由于带电粒子和外加电磁场的相互作用，介质的分子电矩和磁矩将部分或全部取向一致，引起宏观电或磁效应，相当于在材料内部存在附加的场源，这样就需要对真空中的电磁学定律作进一步推广。

在第二章中，我们研究了在真空（或近似真空的空气）中电磁场各场量，如H B D E和,,所遵循的普遍规律，并得到一组麦克斯韦方程组。

麦克斯韦方程组的积分形式描述大尺度（如一个线段、曲面或体积）上的电磁特性，而微分形式描写空间任意一点的电磁场，但归根结底两者描述的仍然是宏观电磁现象。

这一章我们要研究物质的微观模型和性质,把麦克斯韦方程组推广到一般电磁材料中去.本章先研究由材料中带电粒子和电磁场的相互作用而产生的三个基本现象：传导、极化和磁化。

每一种物质在电磁场中均有传导、极化和磁化三种现象，根据某种主要的现象，可将材料分为导体、半导体、电介质和磁介质等。

讨论材料的电磁性质之后，我们可获得三个物态方程和一般媒质中的麦克斯韦方程组。

最后我们研究在不均匀媒质中电磁场所遵循的规律——边界条件。

§3.1 电场中的导体导体是一种含有大量可以自由移动的带电粒子的物质。

导体可分为两种——金属导体和电解质导体。

金属导体的导电靠的是自由电子，由于自由电子的质量比原子核的质量小得多，所以导电过程中没有明显的质量迁移，也不伴随任何化学变化。

而碱、酸、和盐溶液等电解液则属于第二种导体，其导电靠的是带电离子，导电过程中伴随有质量迁移，也要发生化学变化。