Вектор поляризації

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Електродинаміка суцільних середовищ
вектор електричної індукції

Вектор поляризації - наведений зовнішнім електричним полем дипольний момент одиниці об'єму речовини, кількісна характеристика діелектричної поляризації.

Позначається літерою , вимірюється в системі СІ у В/м.

Фізична природа[ред. | ред. код]

Діелектрична поляризація зумовлена зсувом зв'язаних зарядів у зовнішньому електричному полі. Якщо виділити який небудь об'єм у діелектрику, то при прикладанні поля на його поверхні виникатимуть поверхневі електричні заряди . Такі заряди можуть виникнути або завдяки зсуву електронної оболонки відносно ядра атома, або ж в результаті переорієнтації молекул, які мають власний дипольний момент. Нормальну до поверхні складову вектора поляризації визначають, як

де - орт нормалі до поверхні.

Можна ввести вектор електричної індукції , який зручний при описі електричного поля у суцільному середовищі:

[1].

Зв'язок з електричним полем[ред. | ред. код]

Здебільшого зв'язок між вектором поляризації та електричним полем, яке зумовило поляризацію, лінійний і задається тензором поляризовності.

.

Певні речовини можуть бути поляризованими при відсутності електричного поля. До таких речовин належать піроелектрики - кристалічні речовини із спонтанною поляризацією й електрети - аморфні речовини, в яких наведена полем поляризація може зберігатися впродовж тривалого часу.

У випадку змінного електричного поля середовище може реагувати на зміну поля із запізеннням. В такому випадку вектор поляризації в цей час залежатиме від напруженості прикладеного електричного поля в попередні моменти часу. В таких випадках говорять про часову дисперсію й записують співвідношення між вектором поляризації й електромагнітним полем у вигляді

.

Фур'є образи вектора поляризації і напруженості електричного поля в такому випадку зв'язані лінійним співвідношенням: ,

де

.

Якщо електромагнітне поле неоднорідне в просторі, як, наприклад, у випадку розповсюдження електромагнітних хвиль, і взаємодіє із збудженнями в речовині, які мають довжину хвилі порядка довжини електромагнітної хвилі, то значення поляризації в певній точці простору може залежати від значення напруженості електричного поля в сусідніх точках простору. В таких випадках говорять про просторову дисперсію.

.

В сильних електричних полях зв'язок між поляризацією й електричним полем може відрізнятися від лінійного. Явища, які при цьому виникають вивчаються, наприклад, у нелінійній оптиці.

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. Формули на цій сторінці записані в системі СГС (СГСГ). Для перетворення в систему СІ дивись Правила переводу формул із системи СГС в систему СІ.