Вектор поляризации и диэлектрическая восприимчивость диэлектриков

Количественной мерой поляризации диэлектрика служит вектор поляризации или поляризованность. Она определяется как предел отношения суммарного дипольного момента некоторого объема V диэлектрика к этому объему, при условии, что V стремится к нулю:

где n — число диполей в объеме V, — дипольный момент i-го диполя.

В случае изотропного неполярного диэлектрика, находящегося в однородном электрическом поле,, где n₀ — концентрация молекул. Можно показать, что дипольный момент неполярной молекулы в поле направлен строго вдоль вектора и пропорционален его величине, где — коэффициент пропорциональности, который называется поляризуемостью. Таким образом .

Поляризуемость единицы объема диэлектрика называется диэлектрической восприимчивостью и обозначается буквой, т. е. = n₀. Отсюда. Последняя формула справедлива и для полярного диэлектрика, находящегося в слабом электрическом поле. Следовательно, для большинства изотропных диэлектриков (за исключением сегнетоэлектриков) зависимость от для слабых полей линейная.

Но с увеличением Е в полярном диэлектрике наступает «насыщение, т. е. состояние, когда дипольные моменты всех молекул ориентируются по полю. Поэтому линейная зависимость от нарушается и кривая выходит на линию, параллельную оси Е (рис. 1.18). Диэлектрическая восприимчивость _ величина безразмерная, положительная и для большинства диэлектриков составляет несколько единиц. Однако для некоторых диэлектриков она существенно больше: для спирта 25, для воды 80. В неполярных диэлектриках не зависит от Т, в полярных обратно пропорциональна температуре. В полярном диэлектрике помимо ориентационной поляризации наблюдается и электронная поляризация.