Поляризуемость

Поляризуемость — физическое свойство веществ приобретать электрический или магнитный дипольный момент (поляризацию) во внешнем электромагнитном поле (см.статью Поляризация диэлектриков).

Термин поляризуемость также употребляется для обозначения коэффициента, характеризующего линейную зависимость индуцированного дипольного момента атома, молекулы и т.п. от напряженности вызвавшего поляризацию внешнего поля, а для среды - также как синоним средней поляризуемости ее частиц или отношения диэлектрической восприимчивости (см. ниже) к количеству частиц в единице объема, иногда и просто как синоним диэлектрической восприимчивости.^[1]

Электрическая поляризуемость среды характеризуется величиной диэлектрической восприимчивости $\chi_e$, являющейся коэффициентом линейной связи между поляризацией диэлектрика P и внешним электрическим полем E в достаточно малых полях:

$\vec P = \chi_e \vec E$

Восприимчивость связана с диэлектрической проницаемостью ε соотношением^[2]

$\varepsilon = 1 + 4\pi\chi_e$

Магнитная поляризуемость характеризуется магнитной восприимчивостью $\chi_m$, являющейся коэффициентом линейной связи между намагниченностью P и внешним магнитным полем H в достаточно малых полях:

$\vec J = \chi_m \vec H$

Тензор поляризуемости

В анизотропных кристаллах электрическая (магнитная) поляризуемость характеризуется тензором диэлектрической (магнитной) восприимчивости $\chi_e^{ij} \left(\chi_m^{ij}\right)$, так что связь между вектором поляризации (намагниченности) и вектором напряжённости электрического (магнитного) поля выражается как:

$P_i = \chi_e^{ij} E_j$

$J_i = \chi_m^{ij} H_j$

где по повторяющимся индексам подразумевается суммирование.

Из закона сохранения энергии можно вывести, что тензоры $\chi_e^{ij}$ и $\chi_m^{ij}$ симметричны:

$\chi_e^{ij} = \chi_e^{ji}$

$\chi_m^{ij} = \chi_m^{ji}$

В изотропных кристаллах недиагональные компоненты тензора тождественно равны нулю, а все диагональные равны между собой.

Примечания

1. ↑ Физическая энциклопедия, Физический энциклопедический словарь.
2. ↑ Здесь использована система СГС, в системе СИ коэффициент $4\pi$ отсутствует (см. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 374. — 688 с.)

Литература

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 66—67. — 688 с.