Электрическое смещение (D): векторное поле в уравнениях Максвелла, описывающее поляризацию и диэлектрические свойства материалов. Важно для пьезоэлектричества.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Векторное поле, связанное со током смещения и плотностью потока.
Vector field related to displacement current and flux density
В физике, электрическое поле смещения (обозначается D) или электрическая индукция – это векторное поле, которое возникает в уравнениях Максвелла. Оно учитывает электромагнитные эффекты поляризации и электрического поля, объединяя их в вспомогательное поле. Оно играет важную роль в таких областях, как ёмкость материала, а также реакция диэлектриков на электрическое поле, и то, как формы могут изменяться под действием электрических полей в пьезоэлектричестве или флексоэлектричестве, а также создание напряжений и перенос заряда из-за упругих деформаций. В любом материале, если присутствует центр инверсии, то заряды, например, в точках +r и -r, равны. Это означает, что диполя нет. При приложении электрического поля к изолятору (например), отрицательные заряды могут незначительно смещаться к положительной стороне поля, а положительные – в противоположном направлении. Это приводит к индуцированному диполю, который описывается как поляризация. В молекулах могут наблюдаться незначительные различия в движении отрицательных электронов и положительных ядер, или различные смещения атомов в ионном соединении. Материалы, не имеющие центра инверсии, проявляют пьезоэлектричество и всегда обладают поляризацией; в других материалах пространственно изменяющиеся деформации могут нарушить симметрию инверсии и привести к поляризации, что называется флексоэлектрическим эффектом. Другие воздействия, такие как магнитные поля, могут вызывать поляризацию в некоторых материалах, этот эффект называется магнитоэлектрическим эффектом.
In physics, the electric displacement field (denoted by D) or electric induction is a vector field that appears in Maxwell's equations. It accounts for the electromagnetic effects of polarization and that of an electric field, combining the two in an auxiliary field. It plays a major role in topics such as the capacitance of a material, as well the response of dielectrics to electric field, and how shapes can change due to electric fields in piezoelectricity or flexoelectricity as well as the creation of voltages and charge transfer due to elastic strains. In any material, if there is an inversion center then the charge at, for instance, and are the same. This means that there is no dipole. If an electric field is applied to an insulator, then (for instance) the negative charges can move slightly towards the positive side of the field, and the positive charges in the other direction. This leads to an induced dipole which is described as a polarization. There can be slightly different movements of the negative electrons and positive nuclei in molecules, or different displacements of the atoms in an ionic compound. Materials which do not have an inversion center display piezoelectricity and always have a polarization; in others spatially varying strains can break the inversion symmetry and lead to polarization, the flexoelectric effect. Other stimuli such as magnetic fields can lead to polarization in some materials, this being called the magnetoelectric effect.
История
Самое раннее известное использование этого термина датируется 1864 годом и встречается в работе Джеймса Клерка Максвелла «Динамическая теория электромагнитного поля». Максвелл ввёл обозначение D, удельная электрическая ёмкость, в форме, отличной от современных общепринятых обозначений. Оливер Хевисайд переформулировал сложные уравнения Максвелла в современный вид. Лишь в 1884 году Хевисайд, одновременно с Уиллардом Гиббсом и Генрихом Герцем, объединил эти уравнения в самостоятельный набор. Эта группа из четырёх уравнений была известна под разными названиями: уравнения Герца — Хевисайда и уравнения Максвелла — Герца, и иногда до сих пор называется уравнениями Максвелла — Хевисайда; таким образом, именно Хевисайд, вероятно, придал обозначению D современное значение.
The earliest known use of the term is from the year 1864, in James Clerk Maxwell's paper A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field. Maxwell introduced the term D, specific capacity of electric induction, in a form different from the modern and familiar notations. It was Oliver Heaviside who reformulated the complicated Maxwell's equations to the modern form. It wasn't until 1884 that Heaviside, concurrently with Willard Gibbs and Heinrich Hertz, grouped the equations together into a distinct set. This group of four equations was known variously as the Hertz–Heaviside equations and the Maxwell–Hertz equations, and is sometimes still known as the Maxwell–Heaviside equations; hence, it was probably Heaviside who lent D the present significance it now has.