淺析電介質(zhì)的極化

——從物理競賽題到幾何相位

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摘 要 在電磁學(xué)和電動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，介質(zhì)的極化是非常重要的組成部分。為了給學(xué)生們解釋極化的微觀機(jī)制，教材通常采用了洛倫茲模型的物理圖像。該物理圖像清晰簡單，有利于初學(xué)者快速理解極化的物理本質(zhì)。但洛倫茲模型卻存在一定程度的不自洽性。此外，使用洛倫茲模型解決物理競賽題時，也出現(xiàn)了悖論。本文中，我們首先回顧物理競賽題目中的這個經(jīng)典悖論，然后介紹了介質(zhì)極化矢量更嚴(yán)格的定義，描述了介質(zhì)極化過程中發(fā)生的微觀物理過程，并在此基礎(chǔ)上用熱力學(xué)解釋了悖論出現(xiàn)的原因和解決方法，最后簡單介紹了計算介質(zhì)極化的幾何相位理論。（剩余37字）