在物理學裏,感受到外電場的作用,中性原子或分子會改變其正常電子雲形狀,衡量這改變的物理量稱為極化性()。以方程式表達,
:\mathbf{p}=\alpha\mathbf{E};
其中,\mathbf{p}是由於電子雲形狀的改變而產生的電偶極矩,\alpha是極化性,\mathbf{E}是外電場。
極化性的國際單位為:C\ m^2\ V^{ - 1}(库仑·米2·伏特−1)。而伏特單位可以表達為(請注意,方括弧內的符號代表單位,不代表物理量)
:1\ [V]=\frac{1\ [C]}{4\pi\epsilon_0\cdot\ 1\ [m]};
其中,\epsilon _0 是電常數。
所以,\alpha/(4\pi\epsilon_0)的單位是m^3,稱此常數為體積極化性。例如,氫氣的體積極化性是0.667 \text{x} 10^{-30} m^3或0.667 Å3。
極化性是個微觀量,它和相對電容率\epsilon_r的關係式,稱為克勞修斯-莫索提方程式:
:\alpha =\frac{3\epsilon_0}{N}\left(\frac{\epsilon_r - 1}{\epsilon_r+2}\right);
其中,N是單位體積的原子數目。
前面定義的極化性\alpha是個純量,這意味著外電場只能產生與其平行的電偶極矩,也就是說,朝著\hat{x}方向的電場只能造成朝著\hat{x}方向的電偶極矩。但是,對於某些物質,朝著\hat{x}方向的電場,也會造成朝著\hat{y}方向或\hat{z}方向的電偶極矩。這時候,極化性\alpha變為二階張量,必須用3 x 3 矩陣來描述。
參閱
- 電極化
- 磁化強度
參考文獻
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