Для количественной характеристики поляризации диэлектриков вводят понятие вектора поляризации как полного (суммарного) дипольного момента всех молекул в единице объема диэлектрика:
, - дипольный момент одной молекулы.
Суммирование производится по всем молекулам, находящимся в объеме V.
Легко видеть, что нормальная составляющая вектора поляризации Рn численно равна поверхностной плотности поляризационных зарядов на диэлектрике σ ′ (рис.3.10):
Рис.3.10. Вектор поляризации.
Последняя формула дает не только величину, но и знак поляризационных зарядов. В тех точках поверхности диэлектрика, где угол θ между внешней нормалью и вектором острый, σ ′ положительна, а в тех точках, где угол между внешней нормалью и тупой, σ ′ отрицательна.
Наряду с вектором поляризации , для описания электрического поля в диэлектриках вводят также понятие вектора электрической индукции . По определению:
где - напряженность электрического поля в диэлектрике.
Для большинства диэлектриков (кроме сегнетоэлектриков) вектор поляризации
.
Безразмерная величина называется диэлектрической восприимчивостью. Она связана с поляризуемостью молекулы β данного диэлектрика простым соотношением: α = nβ, где n – число молекул в единице объема. В этом случае электрическая индукция
.
Постоянная называется диэлектрической проницаемостью (ε = 1 – для вакуума).
Таким образом, для многих изотропных диэлектриков можно считать, что