Диэлектрическая восприимчивость

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Диэлектри́ческая восприи́мчивость (или поляризу́емость) вещества — физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Диэлектрическая восприимчивость  — коэффициент линейной связи между поляризацией диэлектрика и внешним электрическим полем в достаточно малых полях:

В системе СИ:

где  — электрическая постоянная; произведение называется в системе СИ абсолютной диэлектрической восприимчивостью.

В случае вакуума

У диэлектриков, как правило, диэлектрическая восприимчивость положительна. Диэлектрическая восприимчивость является безразмерной величиной.

Поляризуемость связана с диэлектрической проницаемостью ε соотношением[1]:

(СГС)
(СИ)

Зависимость от времени[править | править вики-текст]

В общем случае, вещество не может поляризоваться мгновенно в ответ на приложенное электрическое поле, поэтому более общая формула содержит время:

Это значит, что поляризованность вещества является свёрткой электрического поля в прошлом и восприимчивости, зависящей от времени как Верхний предел этого интеграла может быть расширен до бесконечности, если определить для Мгновенный ответ соответствует дельта-функции Дирака .

В линейной системе удобно использовать непрерывное преобразование Фурье и писать это соотношение как функцию частоты. Благодаря теореме о свёртке этот интеграл превращается в обычное произведение:

Эта зависимость диэлектрической восприимчивости от частоты приводит к дисперсии света в веществе.

Тот факт, что поляризация вследствие принципа причинности может зависеть только от электрического поля в прошлом (то есть для ), налагает на восприимчивость ограничения, называемые соотношениями Крамерса — Кронига.

Тензор поляризуемости[править | править вики-текст]

В анизотропных кристаллах восприимчивость характеризуется тензором , так что связь между вектором поляризации и вектором напряжённости электрического поля выражается как:

где по повторяющимся индексам подразумевается суммирование.

Из закона сохранения энергии можно вывести, что тензор симметричен:

В изотропных кристаллах недиагональные компоненты тензора тождественно равны нулю, а все диагональные равны между собой.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. (см. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 374. — 688 с.)

Литература[править | править вики-текст]

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 66—67. — 688 с.

См. также[править | править вики-текст]