浅析电介质的极化——从物理竞赛题到几何相位BRIEF ANALYSIS OF THE POLARIZATION OF DIELECTRICS——FROM PHYSICS COMPETITION PROBLEMS TO GEOMETRIC PHASES
陈曦,胡继超
摘要(Abstract):
在电磁学和电动力学教学内容中,介质的极化是非常重要的组成部分。为了给学生们解释极化的微观机制,教材通常采用了洛伦兹模型的物理图像。该物理图像清晰简单,有利于初学者快速理解极化的物理本质。但洛伦兹模型却存在一定程度的不自洽性。此外,使用洛伦兹模型解决物理竞赛题时,也出现了悖论。本文中,我们首先回顾物理竞赛题目中的这个经典悖论,然后介绍了介质极化矢量更严格的定义,描述了介质极化过程中发生的微观物理过程,并在此基础上用热力学解释了悖论出现的原因和解决方法,最后简单介绍了计算介质极化的几何相位理论。
关键词(KeyWords): 极化;洛伦兹模型;极化能;热力学势;电致伸缩效应;几何相位
基金项目(Foundation):
作者(Author): 陈曦,胡继超
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