基本介紹
- 中文名：位移極化
- 外文名：Displacement polarization
- 範疇：電介質極化
- 特點：彈性的、瞬間完成的
- 領域：電磁學
- 相關名詞：鬆弛極化
簡介,分類,電子位移極化,離子位移極化,電介質的極化,電介質極化機制,無極分子的位移極化,有極分子的取向極化,
簡介
這是一種電介質極化現象。首先，將一塊由無極分子組成的均勻電介質放在外電場中時，由於分子中的正、負電荷受到相反方向的電場力，因而正、負電荷中心將發生微小的相對位移，從而形成電偶極子，其電偶極矩將沿外電場方向排列起來。這時，沿外電場方向電介質的前後兩表面也將分別出現正、負極化電荷。這是彈性的、瞬間完成的、不消耗能量的一種極化方式。
無極分子：分子的正電荷中心與負電荷中心重合。
無極分子的等效電偶極矩：
無極分子電介質整體也是呈中性的。
分類
位移極化可分為電子位移極化和離子位移極化。
電子位移極化
建立牛頓方程：
；
電偶極矩：
；
彈簧振子的固有頻率：
有
，得
當
有
。
離子位移極化
例子在電場的作用下，偏移平衡位置引起的極化。
在交變電場作用下，離子在電場中的運動構想為彈簧振子。
感生的電偶極矩為
同上得出彈性振子的固有頻率：
離子位移極化率：
當有
。
電介質的極化
電介質極化機制
組成巨觀物體的大量粒子，由於熱運動的原因，粒子的取向處於混亂狀態，無論粒子本身是否具有電矩，由於熱運動平均的結果，使粒子對巨觀電極化的貢獻總是等於零，只有在外加電場的作用下，粒子才會沿電場方向貢獻一個可以累加起來以給出巨觀極化強度的電矩，在巨觀外加電場的作用比起結構粒子（複合粒子）內部的相互作用要小的多的情況下，作用在粒子上的局域電場使粒子極化而產生電偶極矩。
α稱為微觀極化率（Polarizability）。
一個粒子對極化率的貢獻可以有不同的原因：
1.電子云畸變引起的負電荷中心位移產生感應電矩，稱電子位移極化，其極化率
2.正負離子中心發生相對位移，發生感應電矩，稱離子位移極化，其極化率
3.固有電偶極矩沿外電場方向轉向稱取向極化，其極化率
4.實際電介質，因為不均勻，可能存在夾層，也可能存在大量的晶體缺陷
前兩種極化為位移極化，後兩種極化為弛豫極化。
性質：
（1）電子位移極化是原子或離子在電場作用下因電子云畸變而產生位移發生相對位移的電子主要是價電子，這因為這些電子在軌道的最外層和次外層，離核最遠，受核束縛最小；
（2）電子位移極化對外場的回響時間很短，約
又稱光頻極化；
（3）在電場作用下，任何電介質都有電子位移極化發生，原子，分子，離子電子位移極化產生的感應偶極矩。
無極分子的位移極化
加上外電場後，在電場力作用下電介質分子的正負電荷中心不再重合，形成一個電偶極子，它們的等效電偶極矩P的方向都沿著電場的方向。
電介質的兩個和外電場強度
相垂直的表面層里，將分別出現正電荷和負電荷。這些電荷不能離開介質，也不能在電介質中自有移動，我們稱之為極化電荷。這種在外電場作用下，在電介質中出現極化電荷的現象叫做電介質的極化。
由於無極分子的極化在於正、負電荷中心的相對位移，所以常叫做位移極化。
有極分子的取向極化
無外電場時，有極分子電偶極矩取向不同，整個介質不帶電。
在外電場中有極分子的固有電矩要受到一個力矩作用，電矩方向轉向和外電場方向趨於一致。
有極分子的極化就是等效電偶極子轉向外電場的方向，所以叫做取向極化。
一般來說，分子在取向極化的同時還會產生位移極化，但是，對於有極分子電介質來說，在靜電場作用下，取向極化的效應比位移極化的效應強得多，所以有極分子的極化機理是取向極化。
