Question

什么是电介质的极化

Answer 1

在外电场的作用下，电介质内部偶极子沿着电场方向发生转向，同时电介质表面出现电荷积累的现象，称为电介质的极化。

电介质的极化使得电介质内分子的正负电荷发生位移或取向变化，电介质内部出现许多按外电场方向排列的电偶极子，这些电偶极子改变了整个电介质原来的电场分布。

在电介质内部可能出现净余的电荷分布，同时在电介质的表面上有电荷分布，这种电介质表面上的电荷称为极化电荷。

理想的绝缘介质内部没有自由电荷，实际的电介质内部总是存在少量自由电荷，它们是造成电介质漏电的原因。一般情形下，未经电场作用的电介质内部的正负束缚电荷平均说来处处抵消，宏观上并不显示电性。

在外电场的作用下，束缚电荷的局部移动导致宏观上显示出电性，在电介质的表面和内部不均匀的地方出现电荷，这种现象称为极化，出现的电荷称为极化电荷。这些极化电荷改变原来的电场。充满电介质的电容器比真空电容器的电容大就是由于电介质的极化作用。

无外加电场时，无极分子电介质中的分子没有电矩。有外加电场时，每个无极分子在外电场作用下使得正、负电荷的中心被拉开微小的距离，电荷的中心产生位移，形成了一个电偶极子。产生一个电矩，电矩的方向与外电场的方向平行。

极化电荷密度：

极化电荷密度电介质在外电场作用下发生极化后，若电介质内部极化均匀，则电介质内的极化电荷等于0，电介质内不会存在极化电荷的体分布。

若电介质内部极化不均匀，则电介质内的极化产生的电偶极子的分布也不均匀，电介质内的极化电荷不等于0，电介质内部存在极化电荷的体分布。无论电介质内均匀极化或非均匀极化，电介质的表面都会有极化电荷存在。

电介质极化会产生极化电荷，而极化强度又是表征电介质的极化程度的物理量，这二者之问必有一定的关系。在电介质中的任意闭合面S内作一面积元dE，其法向单位矢量为P。