چگالی قطبش: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ربات:مرتب‌سازی عنوان‌ها+تمیز+ |
ابرابزار |
||
خط ۱:
{{الکترومغناطیس}}
در [[الکترومغناطیس کلاسیک]]، '''چگالی قطبش''' (یا قطبش الکتریکی، و یا به زبان ساده قطبش) میدان برداریست که بیانگر چگالی دائم یا ناشی از قرار دادن دو قطبی الکتریکی در مواد [[دی الکتریک]]
چگالی قطبش نیز چگونگی پاسخ مواد به میدان الکتریکی اعمال شده راتوضیح می‌دهد و می‌توان از آن برای محاسبه نیروهایی که از اثر متقابل آن‌ها
== تعریف ==
چگالی قطبش P به عنوان متوسط گشتاور دو قطبی الکتریکیP در واحد حجم مواد دی الکتریک V تعریف می‌شود:[۳]
<math>p=(<p>)/v</math>
خط ۱۶:
چگالی قطبش Pمربوط می‌شود به [[میدان جابجایی الکتریکی]] D از طریق [۴]
D=ε<sub>0</sub>E+P
در اینجا ε۰ گذردهی الکتریکی در
== بار مقید ==
خط ۳۰:
ا{{سخ}}
گر P در داخل مواد یکنواخت باشد، بار سطحی تنها بار مقید است. این را می‌توان از رابطه بالا بین P و ρb مشاهده کرد؛ اگر P در درون ناحیه‌ای از حجم یکنواخت، با شد، دیورژانس خود را در آن ناحیه به صفر می‌رسد.
هنگامی که چگالی قطبش با زمان تغییر کند، چگالی وابسته به زمان بارهای مقید، چگالی جریان قطبش ایجادمی کند که بارابطهٔ زیر معرفی می شه
J<sub>p</sub>=∂p/∂t
به طوری که چگالی جریان کل که در معادلات ماکسول است با
j=j<sub>f</sub>+∇×M+∂p/∂t
خط ۴۱:
== ارتباط P و E در مواد مختلف ==
خطوط میدان از D-میدان درکره دی الکتریک با قابلیت بیشتری از محیط اطراف خود، که در یک میدان یکنواخت که از قبل در محیط بوده قرار داده شده است . [۵] خطوط میدان E-درست نشان داده نشده است :. این نقطه در جهت همان است، اما شروع و پایان بسیاری از خطوط میدان در سطح کره جایی است که بارهای مقید وجود دارند، به عنوان یک نتیجه، چگالی خطوط E-میدان در داخل حوزه کمتر از خارج کره می‌باشد، که مربوط به این واقعیت است که E میدان در داخل کره ضعیف تر از خارج است.
در دی الکتریک‌های خطی همگن و در اغلب دی الکتریک‌های همسانگرد، قطبش با میدان الکتریکی E نسبت مستقیم دارد: [۶]
خط ۴۷:
P=ε<sub>0</sub>χE
که در آن ε۰ ثابت الکتریک است، و χ حساسیت الکتریکی است. توجه داشته باشید که χ فقط یک اسکالر است. این یک مورد خاص ناشی از به همسانگرد بودن دی الکتریک است. این به این معنا است که در این دسته از مواد، چگالی قطبش همیشه به موازات میدان الکتریکی اعمال شده است. به طور کلی، χ به عنوان یک ماتریس در E ضرب می‌شود. این دسته از دی الکتریک‌ها که در آن چگالی قطبش و میدان الکتریکی در یک جهت نمی‌باشند به عنوان مواد ناهمسانگرد شناخته می‌شوند .
در چنین مواد، جزء i ام از قطبش به جزء j ام از میدان الکتریکی طبق رابطه زیر مربوط می‌شود:
p=∑<sub>j</sub>ϵ<sub>0</sub>χ<sub>ij</sub>E<sub>j</sub>
خط ۵۵:
این رابطه نشان می‌دهد، به عنوان مثال، که مواد می‌تواند در جهت X با استفاده از یک میدان در جهت z قطبیبده شوند، و غیره. غالب دی الکتریک‌های ناهمسانگرد در زمینه اپتیک کریستال شرح داده می‌شوند.
به طور کلی، حساسیت تابعی از ω فرکانس میدان اعمالی است. هنگامی که میدان تابعی دلخواه از زمان t است، قطبش پیچیدگی از [[تبدیل فوریه]] از χ (ω) با(E (tمی‌باشد. این موضوع نشان دهنده این واقعیت است که دو قطبی در مواد نمی‌تواند پاسخ آنی به میدان اعمالی بدهد، و این موضوع را در روابط Kramers–Kronig مشاهده می‌کنید.
اگر قطبش P رابطه خطی با میدان الکتریکی نداشته باشد، ماده غیر خطی نامیده می‌شود ودر حوزه [[اپتیک غیر خطی]] توصیف شده است. به تقریب خوب (برای میدان به اندازه کافی ضعیف، با فرض عدم وجود گشتاور دوقطبی ثابت)، P است که معمولاً توسط یک [[سری تیلور]] در E که ضرایب غیر خطی هستند داده می‌شود:{{سخ}}
p<sub>i</sub>/ε= ∑<sub>j</sub>χ<sub>ij</sub><sup>(1)</sup>E<sub>j</sub>+∑<sub>jk</sub>χ<sub>ijk</sub><sup>(2)</sup> E<sub>j</sub> E<sub>k</sub>+∑<sub>jkl</sub>χ<sub>ijkl</sub> <sup>(3)</sup>E<sub>j</sub>E<sub>k</sub>E<sub>l</sub>+....
{{سخ}}
{{سخ}}
خط ۶۶:
== جستارهای وابسته ==
* [[ساختار بلوری]]
* [[Electret]]
* [[قطبش]]
== منابع ==
| |||