Zobrazení zdroje stránky Elektrická polarizace (veličina)

'''Elektrická polarizace''' (někdy také nazývána '''hustota polarizace''' nebo '''hustota elektrického dipólového momentu''') je [[vektor]]ová [[fyzikální veličina]], která vyjadřuje účinek vnějšího [[elektrické pole|elektrického pole]] na [[dielektrikum]].

== Značení, definice a jednotky ==
* Doporučené značení:<ref name="ČSN">ČSN EN 80000-6 Veličiny a jednotky - Část 6: Elektromagnetismus. Český normalizační institut, leden 2009. Platná od 1. 2. 2009.</ref> '''''P''''', případně '''''D'''''<sub>i</sub><ref group="pozn.">tedy příspěvek k elektrické indukci s vnitřním (interním) původem; na rozdíl od příspěvku vnějšího pole ''ε''<sub>0</sub>'''''E'''''</ref>
* Definice:<ref name="ČSN" />
*: Elektrická polarizace je definována vztahem:<ref name="ČSN" />
*:: <math>\boldsymbol{P}  = \boldsymbol{D} - \varepsilon_0 \boldsymbol{E}</math>, kde '''''E''''' a '''''D''''' jsou vektory [[intenzita elektrického pole|intenzity elektrického pole]] a [[elektrická indukce|elektrické indukce]], ''ε''<sub>0</sub> je [[permitivita#Permitivita vakua|permitivita vakua]]
* Jednotky:<ref name="ČSN" /><ref name="SI">{{Citace monografie
 | příjmení = Šindelář
 | jméno = Václav
 | příjmení2 = Smrž
 | jméno2 = Ladislav
 | příjmení3 = Beťák
 | jméno3 = Zdeněk
 | titul = Nová soustava jednotek
 | vydání = 3.
 | vydavatel = Státní pedagogické nakladatelství
 | místo = Praha
 | rok = 1981
 | počet stran = 672
 | edice = Odborná literatura pro učitele
 | kapitola = IV. Veličiny odvozené, D. Elektřina a magnetismus
 | strany = 324
 | id = 14-539-81
}}</ref>
*: Hlavní jednotkou v [[soustava SI|SI]] je 1 [[coulomb]] na [[metr čtvereční]], značka 1 C·m<sup>−2</sup>
*: Používanými (dříve normou doporučovanými) násobky a díly jsou
*:* 1 kilocoulomb na čtverečný metr, značka 1 kC·m<sup>−2</sup>
*:* 1 milicoulomb na čtverečný metr, značka 1 mC·m<sup>−2</sup>
*:* 1 mikrocoulomb na čtverečný metr, značka 1 μC·m<sup>−2</sup>
*:* zastaralou jednotkou, dnes již neodpovídající doporučené tvorbě násobků, je 1 coulomb na čtverečný centimetr, značka 1 C·cm<sup>−2</sup> = 10<sup>4</sup> C·m<sup>−2</sup>

== Vlastnosti a výpočet ==

=== Závislost na vnějším poli ===
V lineárním dielektriku je elektrická polarizace přímo úměrná intenzitě elektrického pole. Koeficient úměrnosti se zpravidla zapisuje pomocí součinu více veličin:
:<math>\boldsymbol{P}  = \varepsilon_0 (\varepsilon_\mathrm{r} - 1) \boldsymbol{E} = \varepsilon_0 \chi_\mathrm{e}
 \boldsymbol{E}</math>, kde
:* ''ε''<sub>r</sub> je [[permitivita#Relativní permitivita|relativní permitivita]],
:* ''χ''<sub>e</sub> je [[elektrická susceptibilita]].
Platnost tohoto vztahu se rozšiřuje i na neizotropní lineární dielektrika, relativní permitivitu a elektrickou susceptibilitu je pak třeba chápat jako [[tenzor]]y 2. řádu.

Nelineární závislost pak mají např. tzv. feroelektrické látky ([[feroelektrikum|feroelektrika]]), u kterých se v určitém intervalu [[teplota|teplot]] vyskytuje anomální závislost polarizace na vnějším elektrickém poli, zvaná (stejně jako u obdobných [[feromagnetismus|feromagnetik]]) [[hysterezní křivka]]. Při poklesu vnějšího elektrického pole na nulu se u nich může udržet nenulová elektrická polarizace a tedy i nenulová elektrická indukce. Příkladem takových látek je [[Vinan sodno-draselný|Seignettova sůl]] (NaKC<sub>4</sub>H<sub>4</sub>O<sub>6</sub>· 4H<sub>2</sub>O) nebo titaničitan barnatý (BaTiO<sub>3</sub>).

Jiným typem látek s trvalou (nenulovou) elektrickou polarizací jsou tzv. [[elektret]]y.

=== Mikroskopické vysvětlení ===
Elektrická polarizace je rovna objemové hustotě [[dipólový moment|elektrického dipólového momentu]] '''''p''''' v prostředí:
:<math> \boldsymbol{P} = \frac {\mathrm{d} \boldsymbol{p}}{\mathrm{d} V}</math>, resp. <math> \boldsymbol{p} = \int_V \boldsymbol{P} \,\mathrm{d} V </math>,
:kde naznačená [[derivace]] a [[integrál|integrace]] se bere v tzv. makroskopickém smyslu, tedy limitní proces končí na elementech objemu, ve kterých se ještě neprojevuje částicová struktura látek.

Vzhledem k částicové struktuře látek lze polarizaci vyjádřit jako podíl součtu všech dipólových momentů '''''p'''''<sub>''i''</sub> jednotlivých částic v dané oblasti dielektrika a objemu ''V'' této oblasti:
:<math>\boldsymbol{P}  = \frac {\sum_{i}\boldsymbol{p}_i }{V}</math>.

Obecné vysvětlení jevu [[dielektrikum#Polarizace dielektrika|elektrické polarizace]] tedy spočívá ve vázaných elektrických nábojích vytvářejících permanentní a [[elektrická indukce|indukované]] elektrické dipóly. Podstatu a vlastnosti chování elektrické polarizace však vysvětlují až teorie materiálových konstant, vycházející z mikroskopické struktury látek. Zkoumají závislost dipólových momentů jednotlivých částic dielektrických látek na lokálním poli i jejich vzájemnou interakci ve struktuře těchto látek.<ref name="Horák_1981">{{Citace monografie
 | příjmení = Horák
 | jméno = Zdeněk
 | příjmení2 = Krupka
 | jméno2 = František
 | titul = Fyzika
 | vydání = 3.
 | vydavatel = SNTL a ALFA
 | místo = Praha
 | rok = 1981
 | počet stran = 1133
 | kapitola = 6.2.5, 6.2.6
 | strany = 523–527
 | id = 04-017-81
}}</ref><ref name="Sedlák_1993">{{Citace monografie
 | příjmení = Sedlák
 | jméno = Bedřich
 | příjmení2 = Štoll
 | jméno2 = Ivan
 | titul = Elektřina a magnetismus
 | vydání = 1.
 | vydavatel = Academia a Karolinum
 | místo = Praha
 | rok = 1993
 | počet stran = 601
 | kapitola = 7.6 Základy teorie materiálových konstant
 | strany = 451–459
 | isbn = 80-200-0172-7
 | isbn2 = 80-7066-715-X
}}</ref>
    

== Poznámky ==
<references group="pozn." />

== Reference ==
<references />

== Externí odkazy ==
* {{Commonscat}}
{{Autoritní data}}

[[Kategorie:Elektrostatika]]
[[Kategorie:Elektrické veličiny|Polarizace]]