Obre el menú principal

En electromagnetisme, la susceptibilitat elèctrica χe és una mesura de la facilitat de polarització d'un material en resposta a un camp elèctric. La polarització és un fenomen que només es produeix per la intermediació d'un medi material, sovint un material dielèctric. Això determina la permitivitat elèctrica del material i d'altres fenòmens com ara la capacitància.

Infotaula de magnitud físicaSusceptibilitat elèctrica
Tipus magnitud física
Fórmula
Modifica les dades a Wikidata

Es defineix com una constant de proporcionalitat (que pot ser un tensor) relacionant un camp elèctric E amb la densitat de polarització induïda P al dielèctric:

on és la permitivitat del buit, i on la susceptibilitat elèctrica χ és un nombre complex sense dimensions. Aquest cas seria linear atès que es tracta d'una relació de proporcionalitat i permet d'interpretar el fenomen de la refracció, la susceptibilitat està relacionada amb l'índex de refracció n per mitjà de les equacions de Maxwell segons

,

on és la part real de la susceptibilitat elèctrica.

La susceptibilitat d'un medi està relacionada amb la seva permitivitat relativa segons

Així, en el cas del buit,

El desplaçament elèctric D està relacionat amb la densitat de polarització P segons

Dispersió i causalitatModifica

En general, un material no es polaritza de manera instantània en resposta a un camp elèctric sinó que en necessita un cert temps, la formulació més general com a funció del temps és

 

Això significa que la polarització és una convolució del camp elèctric inicial, la polarització pot modificar el camp elèctric inicial, amb una susceptibilitat dependent del temps que vindrà donada per  . El límit superior d'aquesta integral es pot estendre cap a l'infinit en tant que definim   for  . Una resposta instantània correspondria a la funció delta de Dirac de la susceptibilitat  .

A un sistema linear és més convenient prendre la transformada de Fourier i escriure la relació en funció de la freqüència. Gràcies al teorema de convolució, la integral despareix i s'obté

 

Aquesta dependència de la freqüència de la susceptibilitat porta a la dependència de la freqüència de la permitivitat, que es coneix com a dispersió del material.

D'altra banda, el fet que la polarització pot dependre només del camp elèctric inicial, (per exemple   for  ), a conseqüència del principi de causalitat s'imposa la restricció de les relacions de Kramers-Kronig sobre la susceptibilitat  .

Vegeu tambéModifica