电介质中无极分子的位移极化

  无极分子组成的电介质在无电场作用时，其分子内电荷的代数和为零，且没有分子电偶极矩。当电介质处于外电场中时，分子内的正、负电荷分布将受电场力的作用而发生变化，变化的直接结果是使分子内的正、负电荷重心发生位移错开，形成感生的分子电偶极矩p，而且这些感生的分子电偶极矩p的方向是沿着电场方向规则地排列。

  如果用始端为负电荷重心、末端为正电荷重心的小箭头表示分子的电偶极矩，则在电场E中电介质内分子电偶极矩p的分布如图2.17所示。从图上可以看到，沿电偶极矩排列的方向，相邻电偶极子间的正、负电荷相互靠近而抵消，因而对均匀电介质来说，介质内部各处仍是电中性的。但是在与电场垂直的两个介质端面上的情况就不同了，左端面上出现不能抵消的负电荷，而右端面上出现不能抵消的正电荷，这就是极化电荷。这种由无极分子组成的电介质的极化机制叫做位移极化。极化电荷是不能转移、也不能在介质内自由运动的束缚电荷。

  1. 有极分子的取向极化

  电介质由有极分子组成时，分子的固有电偶极矩p在无电场情况下，由于热运动而方向混乱排列，以至于在介质中任一宏观小体积△V内，分子电偶极矩p的矢量和平均来说都为零。当电介质处于外电场中时，由于分子的固有电偶极矩受电场力矩的作用，都将向电场方向转向。由于分子的热运动，这种转向不能使分子的固有电偶极矩完全转到电场方向上，如图2.18所示，只是相对于无电场情况每个分子不同程度地向电场方向转向。当然，电场越强，这种不同程度地转向越明显，分子电偶极矩p越整齐地沿电场方向排列。由于电介质内各个分子不同程度地向电场方向转向，导致介质中任一宏观小体积△V内分子的电偶极矩p 的矢量和艺pip，不再等于零，而且在垂直于电场方向的介质左、右端面上将出现极化电荷，左端面出现负的极化电荷，右端面出现正的极化电荷。这种电介质的极化机制称为取向极化。

  应该指出，位移极化在任何电介质的极化中都存在，而取向极化只是在由有极分子组成的电介质的极化中才存在，但对由有极分子组成的电介质极化来说，取向极化比位移极化强得多(约大一个数量级)，因而取向极化是主要的。由无极分子组成的电介质极化中只有位移极化一种极化机制。由于分子内带负电荷的电子的惯性远小于带正电荷的原子核的惯性，所以位移极化主要是由分子内电子的位移形成的，故这种极化也称为电子位移极化。在高频率的振动变化电场作用下，由于分子惯性较大，取向极化跟不上电场的变化，所以这时无论哪种电介质极化，都只是电子位移极化起作用了。