偶極子極化

偶極子極化是指在電場作用下，組成介質的分子的固有偶極矩將沿著電場方向排列，所有偶極矩的矢量和不為零，介質產生巨觀極化強度。

基本介紹

• 中文名：偶極子極化
• 外文名：polarization of dipole
• 別稱：轉向極化
• 作用：外加電場
• 影響：偶極矩矢量和不等

定義

如果組成介質的分子具有固有偶極矩，當電場E=0時，由於熱運動，介質中各分子的固有偶極矩的取向是無規則的，所以各偶極矩的矢量和為零，介質不存在巨觀極化強度。當電場E≠0時，在電場作用下，這些固有偶極矩將沿著電場方向排列，所有偶極矩的矢量和不為零，介質產生巨觀極化強度，即產生偶極子極化。

電場的作用是使分子的固有偶極矩轉到沿電場的方向排列；而妨礙定向排列的阻力是介質中分子的熱運動。或者說，電場的作用使固有偶極矩有序化，熱運動的作用使固有偶極矩無序化，電場與熱運動是矛盾的兩個方面。

性質

（1）它是非彈性的，極化過程要消耗一定的能量，極性分子轉動是要克服分子間作用力，可想像為類似於物體在一種黏性媒介中轉動需克服阻力；

（2）極化所需時間也較長，在10^-10~10^-2秒的範圍內；

（3）外電場越強，極性分子的轉向定向就越充分，轉向極化就越強，由此可知，極性電介質的ε_r值與電源頻率有較大的關係，頻率太高時偶極子將來不及轉動，因而其ε_r值變小。

（4）溫度對極性電介質ε_r值有很大的影響，溫度升高時，分子熱運動加劇，阻礙極性分子沿電場取向，使極化減弱，所以通常極性氣體介質均具有負的溫度係數。但對極性液體和固體介質來說，關係比較複雜，當溫度很低時，由於分子間的聯繫緊密，偶極子轉動比較困難，所以ε_r也很小。可見極性介質的ε_r在低溫下先隨溫度的升高而增大，以後當熱運動變得較劇烈時，ε_r又開始隨溫度的上升而減小。