Диэлектри́ческая восприи́мчивость (поляризу́емость) вещества — физическая величина, мера способности вещества поляризоваться под действием электрического поля. Входит в коэффициент связи поляризованности среды с величиной напряжённости электрического поля . Для системы СИ:
( — электрическая постоянная). Зависит от частоты, на высоких частотах обычно существенно меньше, чем на низких. Типичные статические значения составляют единицы или десятки.
Случай изотропной среды Для изотропной среды, диэлектрическая восприимчивость — коэффициент связи между поляризованностью диэлектрика и внешним электрическим полем. В достаточно малых полях эта связь, как правило, линейна: (СГС), (СИ), и представляет собой скалярную константу. Произведение называют в СИ абсолютной диэлектрической восприимчивостью.
В случае вакуума .
У диэлектриков диэлектрическая восприимчивость обычно положительна. Диэлектрическая восприимчивость (она же поляризуемость) является безразмерной величиной.
Поляризуемость связана с диэлектрической проницаемостью ε соотношением(см. ): (СГС), (СИ). Такие соотношения могут быть записаны для любой частоты электрического поля.
Случай анизотропной среды В анизотропных кристаллах восприимчивость характеризуется тензором (значок для краткости опущен), так что связь между вектором поляризации и вектором напряжённости электрического поля выражается как (СИ), 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.
Зависимость от времени 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.
Примечания
Литература
См. также Диэлектрическая проницаемость Поляризация диэлектриков
Категория:Электричество Категория:Физические величины