电介质及其极化课件

电介质及其极化课件1.以电荷长程迁移即传导的方式（可以是电子传导、空穴传导和离子传导）对外电场作出响应，这类材料即导电材料；。材料对外电场作用的响应2.以感应的方式对外电场作出响应，即沿电场方向产生电偶极矩或电偶极矩的改变，这类材料称为电介质；这种现象称为电介质的极化。。极化1.以电荷长程迁移即传导的方式（可以是电子传导、空穴传导和电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件绝缘体≠电介质将物质分类为绝缘体、半导体、导体、以及超导体时，其依据是物质的电荷传导特性或者说电荷长程迁移特性。电荷的传导（电荷的长程迁移），作为物质对外电场的响应，其宏观表现即为电流。根据欧姆定律:J=σE，其中J为电流密度，E电场强度，而σ为电导率张量(二阶对称张量)。电导率反映了物质的电荷传输特性或曰电荷长程迁移特性。绝缘体≠电介质将物质分类为绝缘体、半导体、导体物质对外电场的响应除去电荷的传导外，还有电荷短程运动与位移。这种电荷的短程运动与位移称为极化(Polarization)，其结果是促使正负电荷中心偏移、从而产生电偶极矩。而以极化方式传递、储存或记录外电场作用和影响的物质就是电介质。显然，电介质中起主要作用的乃是束缚电荷而非自由电荷。极化可以来自极性晶体或分子的自发极化、也可以来自电场的诱导作用。介电常数的物理意义可以理解为电介质在极化过程中储存电荷能力之度量。物质对外电场的响应除去电荷的传导外，还有电荷短程运动与位移。

传导与极化是物质对电场的两种主要响应方式，它们虽有主次、但往往同时存在。当我们主要关注其传导特性时，将物质分类为绝缘体、半导体与导体；而当我们重点关注其极化特性时，则将物质分类为顺电体、铁电体、反铁电体、压电体、热释电体等电介质。

电介质与绝缘体是相互密切联系、然而并不能等同的两个概念。绝缘体肯定是电介质，但电介质却不仅仅包括绝缘体。虽然大部分实用电介质材料为绝缘体，然而半导体甚至金属都有电介质的特性、只是其对外电场的响应中传导效应远远超过了极化效应而已。传导与极化是物质对电场的两种主要响应方式，它们电介质及其极化课件电介质及其极化课件真空－++++－－－E－++++－－－－++－－++－+－+－+－+－+－+－+－+－自由电荷+－偶极子束缚电荷1.具有一系列偶极子和束缚电荷的极化现象极化现象及其物理量在外电场中，电介质表面出现的束缚电荷叫做极化电荷。真空－++++－－－E－++++－－－－++－－++++++电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件电介质及其极化课件极化形式极化的电介质种类极化的频率范围与温度的关系能量消耗电子位移极化一切陶瓷直流——光频无关无离子位移极化离子结构直流——红外温度升高极化增强很弱离子松弛极化离子不紧密的材料直流——超高频随温度变化有极大值有电子位移松弛极化高价金属氧化物直流——超高频随温度变化有极大值有转向极化有机直流——超高频随温度变化有极大值有空间电荷极化结构不均匀的材料直流——高频随温度升高而减小有

各种极化形式的比较极化形式极化的电介质种类极化的频率范围与温度的关系能量消耗电空间电荷极化松弛极化离子极化电子极化

工频声频无线电红外紫外极化率或

极化率和介电常数与频率的关系空间