유전체와 분극
유전체는 전기장 내에서 분극되어, 전기장을 감소시키고 전기 용량을 증가시키는 속박 전하를 생성합니다.
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Definition
유전체는 인가된 전기장 내에서 속박 전하가 약간 이동하여 분극을 생성하는 절연체입니다. 결과적으로 발생하는 속박 전하와 변위장, 감수율, 유전율은 물질이 내부의 전기장을 어떻게 변형하는지를 설명합니다.
Scope
이 주제는 유전 물질의 분극, 속박 표면 및 부피 전하, 전기 변위장, 전기 감수율 및 유전율, 미시적 분극률과 거시적 유전율 간의 관계, 유전체 내 에너지, 그리고 유전체 경계면에서의 경계 조건을 다룹니다. 선형 유전체를 포함하며 강유전성 거동을 언급하지만, 상세한 고체 상태 메커니즘은 응집 물질 물리학에 속합니다.
Core questions
- 유전체는 전기장 내에서 어떻게 분극됩니까?
- 속박 전하와 변위장은 분극과 어떻게 관련됩니까?
- 미시적 분극률과 거시적 유전율을 연결하는 것은 무엇입니까?
Key concepts
- 분극
- 속박 전하
- 변위장 D
- 전기 감수율
- 유전율
- 유전 상수
- 분극률
- 강유전성
Key theories
- 분극 및 속박 전하
- 인가된 전기장은 정렬된 쌍극자를 유도하며, 이들의 순 효과는 속박 표면 및 부피 전하와 동일합니다. 변위장은 그 원천이 자유 전하뿐이도록 정의됩니다.
- 클라우지우스-모소티 관계
- 거시적 유전율은 각 분자에 작용하는 국부장을 고려하여 클라우지우스-모소티 관계를 통해 미시적 분극률 및 분자의 수 밀도와 연결됩니다.
Clinical relevance
유전체 거동은 축전기 및 절연체 설계, 전자 기기 내 고유전율 재료, 재료 및 조직의 유전체 분광학, 그리고 생체막 및 고분자의 전자기 반응을 지배합니다.
History
패러데이는 1830년대에 유전체 개념을 도입하고 물질이 전기 용량을 어떻게 증가시키는지 측정했습니다. 모소티(Mossotti)와 클라우지우스(Clausius)는 19세기 중반에 유전율과 분자 분극률의 관계를 정립했으며, 이 관계는 후에 로렌츠(Lorentz)의 전자 이론에 의해 확고해졌습니다.
Key figures
- Michael Faraday
- Ottaviano-Fabrizio Mossotti
- Rudolf Clausius
Related topics
Seminal works
- landau1984
- griffiths2017
Frequently asked questions
- 유전 상수는 무엇입니까?
- 유전 상수는 비유전율로, 주어진 자유 전하에 대해 물질이 진공과 비교하여 전기장을 감소시키는 계수이며, 동등하게 전기 용량을 증가시키는 계수입니다.
- 속박 전하는 무엇입니까?
- 속박 전하는 미시적 쌍극자의 정렬로 인해 분극된 유전체의 표면과 내부에 나타나는 유효 전하입니다. 이들은 물질 내에서 자유롭게 이동할 수 없습니다.