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，其中， p {displaystyle mathbf {p} } 是由于电子云形状的改变而产生的电偶极矩， α {displaystyle alpha } 是极化性， E {displaystyle mathbf {E} } 是外电场。极化性的国际单位为： C   m 2   V − 1 {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）其中， ϵ 0 {displaystyle epsilon _{0}} 是电常数。所以， α {displaystyle alpha } /（ 4 π ϵ 0 {displaystyle 4pi epsilon _{0}} ）的单位是 m 3 {displaystyle m^{3}} ，称此常数为体积极化性。例如，氢气的体积极化性是 0.667 x 10 − 30 m 3 {displaystyle 0.667{text{x}}10^{-30}m^{3}} 或 0.667 {displaystyle 0.667} Å3。极化性是个微观量，它和相对电容率 ϵ r {displaystyle epsilon _{r}} 的关系式，称为克劳修斯-莫索提方程：其中， N {displaystyle N} 是单位体积的原子数目。前面定义的极化性 α {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 x ^ {displaystyle {hat {x}}} 方向的电场只能造成朝着 x ^ {displaystyle {hat {x}}} 方向的电偶极矩。但是，对于某些物质，朝着 x ^ {displaystyle {hat {x}}} 方向的电场，也会造成朝着 y ^ {displaystyle {hat {y}}} 方向或 z ^ {displaystyle {hat {z}}} 方向的电偶极矩。这时候，极化性 α {displaystyle alpha } 变为二阶张量，必须用3 x 3 矩阵来描述。