電気感受率
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テンプレート:物理学 電気感受率（でんきかんじゅりつ、英: electric susceptibility）は、誘電分極の起こりやすさを示す物性値である。感受率、電気的感受率などとも言う。
分極率とも呼ばれることがあるが、電気感受率はマクロな量であるのに対し、分極率はミクロな量である。電気感受率と分極率との間にはクラウジウス・モソッティの関係がある。
Contents
定義
外部から電場Eを掛けられると一般の誘電体には誘電分極Pが生ずる[1]が、このP はE に比例する。その関係を
- [math] \boldsymbol{P} = \chi \varepsilon _0 \boldsymbol{E} [/math]
のように書き表した時の比例係数χが電気感受率である（ε0は真空の誘電率）。通常ギリシア文字のχで表現するが、磁化率にも同じ文字を使う場合があるので区別のためχeとすることもある。ε0EとPは共に電束密度の次元（[Q1L-2]）を持つので、χは無次元量であり単位系に依らない（ただしP=χEのように誘電率を介さず、直接にPとEを結ぶ係数を電気感受率χと定義する流派も存在し、この場合のχは誘電率と同じ次元を持つことになる）。
誘電率との関わり
- [math] \boldsymbol{D} - \boldsymbol{P} = \varepsilon _0 \boldsymbol{E} [/math]
の関係がある[2]ので、上記したPの定義P=χε0Eを代入すれば以下のように整理できる。
- [math] \boldsymbol{D} = \varepsilon _0 (1+ \chi) \boldsymbol{E} [/math]
そして誘電率ε1の物質中における電束密度と電場の関係は、一般にD=ε1Eと書き表される。よって二式を比較すると
- [math] \varepsilon _1 = \varepsilon _0 (1+ \chi) [/math]
である。即ち、物質の誘電率とは、換言すれば真空の誘電率を (1+χ) 倍したものであることが分かる。また比誘電率εr（その定義はεr=ε1/ε0である）を用いて表せば
- [math] \varepsilon _1 = \varepsilon _0 (1+ \chi) = \varepsilon _0 \varepsilon _r[/math]
なので(1+χ)=εrとなる。
脚注
関連項目
参考文献
- 兵頭俊夫『電磁気学 - 裳華房テキストシリーズ・物理学』裳華房、2004年第七版、ISBN 4-7853-2089-3
- 徳永正晴・和田宏『理工系の物理学』学術図書、1999年初版（2005年第6刷）、ISBN 4-87361-906-8