Поляризованность. Связь между Р и Е. Сегнетоэлектрики.

Поляризованность Р.Для количественного описания поляризации диэлектрика естественно взять дипольный момент единицы объема. Если внешнее поле или диэлектрик (или то и другое) неоднородны, степень поляризации оказывается различной в разных точках диэлектрика. Чтобы охарактеризовать поляризацию в данной точке, выделяют физически бесконечно малый объем DV, содержащий эту точку, затем находят векторную сумму дипольных моментов молекул в этом объеме и составляют отношение

(3.2) Вектор Р называют поляризованностью диэлектрика. Этот вектор равен дипольному мо­менту единицы объема вещества. Пусть в объеме DV содержится DN диполей.. Умножим и разделим правую часть выражения (3.2) на DN. Тогда P=n<p>, (3.3), где n = DN/DV — концентрация молекул (их число в единице объема); <p> = (Sp_i)/DN — средний дипольный момент одной молекулы.

Другое выражение для Р соответствует модели диэлектрика как совокупности положительной и отрицательной «жидкостей». Выделим очень малый объем DV внутри диэлектрика. Приполяризации входящий в этот объем положительный заряд r'₊ DV сместится относительно отрицательного заряда на величину l, и эти заряды приобретут дипольный мо­мент Dp = r'₊ DV • l. Разделив обе части этого равенства на DV, по­лучим вектор Р: P=r'₊ l (3.14) Единицей поляризованности Р является кулон на квадрат­ный метр (Кл/м²).

Связь между Р и Е.Как показывает опыт поляризованность Р зависит линейно от напряженности Е поля в диэлект­рике. Если диэлектрик изотропный и Е не слишком велико, тоP=Àe₀E (3.5), где À — безразмерная величина, называемая диэлектрической восприимчивостью вещества. Эта величина не зависит от Е, она характеризует свойства самого диэлектрика. Всегда À > 0.

Существуют диэлектрики, для которых (3.5) не применимо. Это некоторые ионные кристаллы и электреты, а также сегнетоэлектрики. У сегнетоэлектриков связь между Р и Енелинейная и зависит, кроме того, от предыстории диэлектрика, т. е. от предшествующих значений Е (это явление называют гистерезисом).