文档介绍：§2 极化强度矢量
本节重点介绍极化的描述、介质的极化规律。
一、极化强度矢量
介质极化程度,引入——极化强度矢量描述介质极化的程度和状态,定义为
为介质中所取的物理小体元(可看作一个宏观点),其中包含大量分子。的物理意义即:介质中某点单位体积内所有分子电偶极矩之矢量和。
[讨论]
(1)是空间矢量点函数,介质中不同点一般不同。
若,即不随空间变,则称介质均匀极化;
可能的情况:真空中无介质分子、导体中、介质未极化等。
(2) 若介质均匀,则指,而一般地。
(3) 的单位:。
(4) 设介质内某点附近单位体积内介质分子数为,按统计平均看,当作各分子大小相同且方向排列整齐,有

二、极化电荷
介质极化出现实际存在的电荷——极化电荷,而描述介质极化情况,故二者必有联系。下面研究
1、以位移极化为例推导公式:
介质内任取体积V,其周界面为S。如图3-7取体元:,则
中介质分子极化后通过面元穿出电量为
图3-7
根据电荷守恒定律,正电荷留于内,故内净电荷为
对于整体V、S有

或写成常用形式
上式表明:矢量为有源场,其线之源为负的极化电荷,也可写成:
其中V为S所围,为极化电荷体密度。
若均匀极化,则常矢,有。
S
界面
图3-8
2、极化电荷面密度
在介质表面上,因极化电荷不能穿出表面S,故相对集中面分布。表面电荷厚度用斜高表示为:。取面元,如图3-8所示,此厚度上净电荷
所以
三、退极化场
介质处于外场中发生极化,出现极化电荷,在空间激发场
——退极化场,故介质中总场为
一般地,随点而异,且处处与方向相反,但,故只能削弱
外场,而不能完全抵消外场(导体情况可以完全抵消外场),所以,介质中:
。
极化过程描述如下:
可见,决定介质极化程度和状态的是介质中的总场。
四、电介质的极化规律
介质中合场决定极化强度,与的关系如何即极化规律。不同物质的~关系是不同的,需由实验确定。
对于线性介质,与成正比,其极化规律为
表示成矩阵形式为

其中各系数与场无关。
再若介质为各向同性的,则,有

有

即
值得指出:公式中的为介质中总场。与无关,与介质种类有关,是介质材料属性的反映,是一个纯数。与属同一类量,