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電極化率

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電磁學裏,電介質因響應外電場的施加而極化的程度,可以用電極化率electric susceptibility )來衡量。電極化率又可以用來計算物質的電容率。因此,電極化率會影響這物質內各種其它可能發生的現象,像電容器電容、光波傳播於物質內部的光速等等。

對於均向性線性、均勻的電介質,電極化率定義為

其中,電場電極化強度電常數

由於電位移 定義為

所以,電位移與電場成正比:

其中,電容率

定義相對電容率 為電容率與電常數的比例:

那麼,一個電介質的電極化率與相對電容率的關係式為

自由空間裏,

假若,電介質是各向异性的,則電極化率是一個二階張量

色散性質和因果關係[编辑]

一般而言,物質無法為了要響應一個含時外電場的變化而瞬時地電極化。因此,更廣義的表述必須將時間 納入考量:

那就是,電極化是先前時間的電場與含時電極化率 摺積。假設每當 時, ,則這積分的上限可以延伸至無窮大:

瞬時的響應對應於狄拉克δ函數電極化率

對於一個線性系統,可以簡單地做一個傅立葉變換,將這關係式寫為頻率 的函數:

這結果是摺積定理的一個範例。

電極化率跟頻率有關,這導致電容率跟頻率有關。電極化率隨著頻率而變化的曲線的樣子描繪出物質的色散性質。

更加地,由於因果關係,電極化只能跟先前時間的電場有關(也就是說,每當 時,設定 )。這事實迫使電極化率 必須遵守克拉莫-克若尼約束

參閱[编辑]