§11-6　固态电介质

现在我们再来讨论固体。关于固体的第一个有意义的事实是，可能存在由某些东西构成的永久极化——即使没有外加电场，那些东西也依然存在。例如，蜡这样一种材料，它含有带永久偶极矩的长形分子。要是你熔解了一些蜡，并当它在液态时就加上一强电场，使得那些偶极矩部分地排列起来，那么当液体凝固时它们将保留原样。当场移去之后，这固体材料仍将具有那遗留下来的永久极化。像这样的固体叫永电体 或驻极体 。

在永电体的表面上会有永久的极化电荷。它是类似于永磁体的带电体，然而却并不怎么有用，因为来自空气中的自由电荷会被吸引至其表面上，最后抵消了那些极化电荷。永电体被“放了电”，因而便没有可见的外电场了。

在某些结晶物质中，也可以找到自然发生的永久的内部极化强度P。在这类晶体中，晶格的每个晶胞都有一个彼此相同的永久偶极矩，如图11-8所示。即使没有外加电场，所有的偶极子仍会指向同一方向。事实上，许多复杂晶体就都有这种极化现象。但我们平常并没有注意到它，这是由于出现于晶体外面的场已被放了电，正如永电体的情况那样。

图11-8　复杂的晶格可以有一永久的内禀极化强度P

然而，如果晶体中这些内在偶极矩发生变化，则由于此时杂散电荷还来不及聚集起来和抵消这些极化电荷，所以外电场会显现出来。如果电介质是在电容器里，那么自由电荷将会感生在极板上。例如，当电介质加热时，其中的电偶极矩可能由于晶体受热膨胀而发生变化，这一效应称为热释电 。同样地，如果我们改变晶体中的应力——如把晶体弯曲——偶极矩也可能稍微改变，因而出现微小的电效应，这种效应称为压电效应 ，它可以被探测出来。

对于那些不具有永久电极矩的晶体来说，我们可以求出一种涉及原子中电子极化率的介电常量理论来。这跟液体的情况差不多。有些晶体内部还存在可转动的偶极子，而这些偶极子的转动也会对κ有所贡献。在诸如NaCl这种离子晶体中还有离子极化率 。这种晶体由正、负离子排列而成的方格构成，在电场中正离子会被拉向一边而负离子被拉向另一边；正电荷和负电荷之间有一个净的相对运动，因而也就有了体积极化。根据食盐晶体的硬度知识我们能够估计出这种离子极化率的大小，但这里不打算讨论这一课题。