
【化】 displacement polarization
displacement
【计】 bit shift
【化】 polarization
【医】 polarization; polarize
位移极化(Displacement Polarization)是电介质物理学中的基础概念,指在外加电场作用下,电介质内部的正负电荷中心发生相对位移,形成偶极矩的物理现象。这种现象主要发生于具有非对称电荷分布的分子或晶体结构中。其英文术语常表述为“displacement polarization”,强调电荷位置移动的物理本质。
从微观机制看,位移极化由离子或原子的弹性位移引起。当电场作用于电介质时,正离子向电场方向移动,负离子反向移动,形成宏观极化矢量$P$,其数学表达式可表示为: $$ P = N cdot q cdot d $$ 其中$N$为单位体积内的偶极子数量,$q$为有效电荷量,$d$为位移距离。该过程具有可逆性,当外电场撤去后,电荷会恢复平衡位置。
该现象在工程领域有重要应用,例如电容器中的介电材料通过位移极化储存电能,其介电常数$varepsilon_r$直接受极化强度影响。根据《电介质材料手册》记载,钛酸钡(BaTiO₃)等铁电材料的极化位移可达0.1纳米量级,显著提升材料介电性能。
学科范畴上,位移极化属于经典电磁学与量子力学的交叉研究领域。《固体物理学报》近期研究指出,通过第一性原理计算可精确预测不同晶体结构的位移极化响应特性。这一理论对新型绝缘材料开发具有指导意义。
位移极化是电介质在外电场作用下产生的一种极化现象,主要分为电子位移极化和离子位移极化两种类型。以下是详细解释:
位移极化是指电介质中的带电粒子(如电子、离子)在外加电场作用下发生弹性位移,导致正负电荷中心分离,形成感应偶极矩的现象。例如:
离子位移极化的偶极矩可表示为: $$ P_i = e Delta r $$ 其中,$Delta r$为正负离子的相对位移距离,$e$为电荷量(参考的简化模型)。
位移极化由电荷位移引起,存在于所有电介质中;而取向极化需分子本身具有固有偶极矩,且依赖电场方向调整(如所述)。
位移极化是介电材料响应电场的主要机制之一,影响材料的介电常数,广泛应用于电容器、绝缘材料等领域。
如需进一步了解极化的分类或公式推导,可参考、3、6等来源。
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