极化性

在物理学里，感受到外电场的作用，中性原子或分子会改变其正常电子云形状，衡量这改变的物理量称为极化性（polarizability）。以方程表达，

${\displaystyle \mathbf {p} =\alpha \mathbf {E} }$；

其中，${\displaystyle \mathbf {p} }$是由于电子云形状的改变而产生的电偶极矩，${\displaystyle \alpha }$是极化性，${\displaystyle \mathbf {E} }$是外电场。

极化性的国际单位为：${\displaystyle C\ m^{2}\ V^{-1}}$（库仑·米²·伏特⁻¹）。而伏特单位可以表达为（请注意，方括弧内的符号代表单位，不代表物理量）

${\displaystyle 1\ [V]={\frac {1\ [C]}{4\pi \epsilon _{0}\cdot \ 1\ [m]}}}$；

其中，${\displaystyle \epsilon _{0}}$是电常数。

所以，${\displaystyle \alpha }$/（${\displaystyle 4\pi \epsilon _{0}}$）的单位是${\displaystyle m^{3}}$，称此常数为体积极化性。例如，氢气的体积极化性^[1]是${\displaystyle 0.667{\text{x}}10^{-30}m^{3}}$或${\displaystyle 0.667}$ ų。

极化性是个微观量，它和相对电容率${\displaystyle \epsilon _{r}}$的关系式，称为克劳修斯-莫索提方程^[1]：

${\displaystyle \alpha ={\frac {3\epsilon _{0}}{N}}\left({\frac {\epsilon _{r}-1}{\epsilon _{r}+2}}\right)}$；

其中，${\displaystyle N}$是单位体积的原子数目。

前面定义的极化性${\displaystyle \alpha }$是个标量，这意味着外电场只能产生与其平行的电偶极矩，也就是说，朝着${\displaystyle {\hat {x}}}$方向的电场只能造成朝着${\displaystyle {\hat {x}}}$方向的电偶极矩。但是，对于某些物质，朝着${\displaystyle {\hat {x}}}$方向的电场，也会造成朝着${\displaystyle {\hat {y}}}$方向或${\displaystyle {\hat {z}}}$方向的电偶极矩。这时候，极化性${\displaystyle \alpha }$变为二阶张量，必须用3 x 3 矩阵来描述。

1 sources

参阅

• 电极化
• 磁化强度

参考文献

1. Griffiths, David J. Introduction to electrodynamics. Upper Saddle River, N.J.: Prentice Hall. 1999: 166, 200 [2021-01-30]. ISBN 978-0-13-805326-0. OCLC 40251748. （原始内容存档于2021-03-08） （英语）.