电介质与铁电体

极化

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设想一大群小小的跷跷板,每个一端带一点正电、另一端带一点负电。没人去管时,它们朝向四面八方,平均下来等于什么都没有。现在打开一个电场,就像一阵风吹过这群跷跷板:每个跷跷板都稍稍倾斜,去和风对齐。这种集体的偏倒——整块材料里的电荷被推得失去平衡——就是极化。

极化指的是材料在电场作用下,每单位体积里产生出的被分开的电荷量。它通过几种方式发生:每个原子周围的电子云相对原子核偏移;晶体里的离子从原位稍稍滑动;本身就一头偏重的分子转动起来,让自己指向电场方向。在大多数普通材料里,电场越强,材料极化得越多,二者干脆成正比。

这之所以重要,是因为极化这一个量就概括了电介质全部的电学响应,它直接决定电容器能存多少电荷、光线穿过玻璃时怎样弯折。一个常见的误解是以为极化像电流那样把电荷搬过整块材料——并非如此。电荷只是从静止位置挪动一丝一毫;撤去电场后,在普通电介质里,一切都松弛回到电中性。

把气球在头发上蹭一蹭,再拿到水龙头流下的细水流旁边:水流会朝气球弯过去。气球上的电荷让每个水分子极化,把它们略带负电的氧那端轻轻拉近一些,这一点点不平衡就足以让水流偏转。

带电的气球让水分子极化,把落下的水流朝它弯过去。

极化量度的是材料内部被分开的电荷;它和电流不是一回事,电流是真的从材料里流过、流出去的电荷。

又称
electric polarization极化