Dielektrická náchylnost

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. května 2021; ověření vyžaduje 1 úpravu .

Dielektrická susceptibilita (nebo polarizabilita ) látky je fyzikální veličina, míra schopnosti látky polarizovat se pod vlivem elektrického pole . Dielektrická susceptibilita - koeficient lineárního vztahu mezi polarizací dielektrika a vnějším elektrickým polem v dostatečně malých polích: $\chi _{e}$ ${\displaystyle {\mathbf {P} ))$ ${\displaystyle {\mathbf {E} ))$

{{\mathbf P}}=\chi _{e}{{\mathbf E}}.

V soustavě SI :

{{\mathbf P}}=\varepsilon _{0}\chi _{e}{{\mathbf E}},

kde je elektrická konstanta ; součin se v soustavě SI nazývá absolutní dielektrická susceptibilita . $\varepsilon_{0}$ $\varepsilon _{0}\chi _{e}$

V případě vakua

\chi _{e}\ =0.

V dielektrikách je zpravidla dielektrická susceptibilita kladná. Dielektrická susceptibilita je bezrozměrná veličina.

Polarizovatelnost souvisí s permitivitou ε vztahem [1] :

\varepsilon=1+4\pi \chi

(GHS)

\varepsilon=1+\chi

(SI)

Závislost na čase

Obecně platí, že hmota nemůže být polarizována okamžitě v reakci na aplikované elektrické pole, takže obecnější vzorec obsahuje čas:

{\mathbf {P}}(t)=\varepsilon _{0}\int _{{-\infty }}^{t}\chi _{e}(tt'){\mathbf {E}}(t ')\,dt'.

To znamená, že polarizace látky je konvolucí elektrického pole v minulosti a časově závislá susceptibilita jako horní hranice tohoto integrálu může být rozšířena do nekonečna, pokud určíme , že okamžitá odezva odpovídá Diracově delta funkci . $\chi _{e}(\Delta t).$ $\chi _{e}(\Delta t)=0$ $\Delta<0.$ $\chi _{e}(\Delta t)=\chi _{e}\delta (\Delta t)$

V lineárním systému je vhodné použít spojitou Fourierovu transformaci a zapsat tento vztah jako funkci frekvence. Díky konvoluční větě se tento integrál změní v obyčejný součin:

{\mathbf {P}}(\omega )=\varepsilon _{0}\chi _{e}(\omega ){\mathbf {E}}(\omega).

Tato závislost susceptibility dielektrika na frekvenci vede k disperzi světla v látce.

Skutečnost, že polarizace může na základě principu kauzality záviset pouze na elektrickém poli v minulosti (tedy pro ), ukládá omezení susceptibility, nazývané Kramers-Kronigovy vztahy . $\chi _{e}(\Delta t)=0$ $\Delta t<0$ $\chi _{e}(0)$

Tenzor polarizace

V anizotropních krystalech je susceptibilita charakterizována tenzorem , takže vztah mezi vektorem polarizace a vektorem síly elektrického pole je vyjádřen jako: $\chi _{{ij}}$

P_{i}=\chi _{{ij}}E_{j}

kde je implikována sumace přes opakované indexy .

Ze zákona zachování energie můžeme odvodit, že tenzor je symetrický: $\chi _{{ij}}$

\chi _{{ij}}=\chi _{{ji}}

V izotropních krystalech jsou mimodiagonální složky tenzoru shodně rovné nule a všechny diagonální jsou si navzájem rovny.

Poznámky

↑ (viz Sivukhin D.V. Obecný kurz fyziky. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Elektřina. - S. 374. - 688 s. )

Literatura

Sivukhin DV Obecný kurz fyziky. - M .: Nauka , 1977. - T. III. Elektřina. - S. 66-67. — 688 s.

Dielektrická náchylnost

Závislost na čase

Tenzor polarizace

Poznámky

Literatura

Viz také