光的原理課件8.5 靜電場中的導體

8.5靜電場中的導體靜電平衡狀態(tài)靜電屏蔽問題引入尖端放電靜電感應

問題引入

如圖所示，把帶電導體移近不帶電的導體，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？

一、靜電感應把導體放入電場時，導體中的自由電子將受到電場力的作用而產(chǎn)生運動，電荷重新分布使得原本呈中性的導體兩端出現(xiàn)等量異號電荷，這種現(xiàn)象叫做靜電感應。

靜電感應所產(chǎn)生的電荷叫做感應電荷。

利用靜電感應使導體帶電的方法，叫做感應起電。靜電平衡狀態(tài)

經(jīng)靜電感應的導體，它的兩端帶上了等量的正、負電荷，這些電荷產(chǎn)生了一個新的電場，這個電場與外電場方向相反，兩者疊加使得導體內(nèi)部的電場減弱，越來越小，最后總電場為零，自由電子不再運動，我們就說導體處于靜電平衡狀態(tài)。

（1）導體內(nèi)部的場強處處為零。

（2）導體表面各點場強方向都與導體表面垂直。

靜電平衡時導體表面為等勢面，整個導體為一個等勢體，電荷只分布在導體的外表面上。導體處于靜電平衡狀態(tài)的條件

電荷在導體表面上的分布與表面曲率有關(guān)。平滑的地方電荷分布的少，電場弱；突出的地方電荷密集，電場強。如果導體有尖端，則在尖端處電荷密度特別大。周圍電場很強，可以導致空氣電離，這時氣體分子分離成正負離子，它們受電場力的作用在電場中快速移動，形成尖端放電現(xiàn)象。尖端放電避雷針靜電平衡時導體內(nèi)部的場強為零這一現(xiàn)象在技術(shù)上可用來實現(xiàn)靜電屏蔽。為使儀器或物體不受外電場的影響，只要把它放入金屬空腔即可。用一個接地的空腔導體，可以隔離內(nèi)外電場的影響，這種辦法叫靜電屏蔽。

二、靜電屏蔽

自古以來，雷電災害一直存在，據(jù)有關(guān)研究統(tǒng)計，在地球上任一時刻平均有2000多個雷暴在進行著，平均每秒有100次閃電。每個閃電強度可高達10億伏，足見其能量之大，產(chǎn)生的危害可想而知。知識窗雷電青島市黃島遭雷擊失火

1750年，富蘭克林提出用避雷針來防雷。

富蘭克林發(fā)明避雷針以后，建筑物等設(shè)施得到了一定的保護。但雷電災害也頻頻發(fā)生。因此，我們要做好各項防雷安全工作，對各項防雷設(shè)施要定期檢測和日常的維護。

靜電現(xiàn)象用的比較多的場合有：靜電復印、靜電除塵、靜電噴涂等。

三、靜電的利用

靜電現(xiàn)象是自然界常見的現(xiàn)象，凡是有摩擦的地方就有靜電的產(chǎn)生。

目前靜電的利用基本上都是將微粒帶電，利用電場力驅(qū)使微粒到達需要的地方，吸附在電極上。靜電復印機可快速地復印圖文資料。它的核心是一個可以旋轉(zhuǎn)的接地的表面涂硒的硒鼓。硒是一種半導體，沒有光照時是很好的絕緣體，能保持電荷；受到光照時立即變成導體，將所帶的電荷導走。靜電復印

靜電復印要經(jīng)過充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印等