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外電場作用下,電介質顯示電性的現象。理想的絕緣介質內部沒有自由電荷,實際的電介質內部總是存在少量自由電荷,它們是造成電介質漏電的原因。 一般情形下,未經電場作用的電介質內部的正負束縛電荷平均說來處處抵消,宏觀上並不顯示電性。在外電場的作用下,束縛電荷的局部移動導致宏觀上顯示出電性,在電介質的表面和內部不均勻的地方出現電荷,這種現象稱為極化,出現的電荷稱為極化電荷。這些極化電荷改變原來的電場。充滿電介質的電容器比真空電容器的電容大就是由於電介質的極化作用。

1基本信息

克勞修斯-莫索提公式
在介質內部,作用於分子或原子的電場不單是外加的宏觀電場E(自由電荷和極化電荷產生的總電場),還應包括電介質內部所有其他分子的電矩p產生的電場。作用於分子或原子的這種電場叫做有效場(或局部場)。對於偶極子的無規排列或對於純立方陣排列晶體,有效電場,P為電極化強度,稱為洛倫茲有效場。由此可得出關於電介質相對介電常數εr與分子極化率α的克勞修斯-莫索提公式 ,
式中N為單位體積內的分子數。對於非極性分子的電介質,這一公式與實驗符合得相當好,但它不能說明強極性分子的行為。實驗上可根據測定的εr由此式確定極化率α,對於弱極性電介質,可由它確定極性分子的電偶極矩。

2過程現象

自發極化
普通的電介質當場強不太大時,PE成正比關係,場強回到零時,極化也為零。然而也存在一些電介質在一定的溫度下,當外電場撤離后仍有一定的極化,稱為自發極化。自發極化不能被外電場反轉的電介質稱為熱電體,自發極化可被外電場反轉的電介質稱為鐵電體。在鐵電體中極化強度同電場的關係構成電滯回線。電滯回線表明鐵電體中存在電疇,它是一些具有正負極性的自發極化區。鐵電體中一般包含若干個電疇,相鄰電疇的邊界稱為疇壁。對於單晶體的鐵電體只有在足夠強的電場下,電疇都沿外電場取向而成為單疇結構。鐵電體也存在一臨界溫度(稱為鐵電居里點)。當鐵電體的溫度高於此溫度時,鐵電性消失,鐵電相成為順電相。

極化災變

是指在某些臨界條件下,極化變得很大,此時由極化引起的有效場比晶體中作用在離子上的彈性恢復力增加得更快,導致離子從平衡位置移動的不對稱性,引起點陣的畸變,位移型鐵電性的出現就與一定溫度下點陣對稱性的降低有關。極化災變是引起鐵電性的原因。
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