电位移矢量

电位移矢量是描述电场的辅助物理量，用符号\vec{D}表示 。以下是关于它的详细介绍 ： - 定义：其定义式为\vec{D}=\varepsilon_{0}\vec{E}+\vec{P}，其中\varepsilon_{0}为真空介电常量，\vec{E}为电场强度，\vec{P}为极化强度矢量。在国际单位制中，电位移矢量的单位是C/m^{2}。对于各向同性的电介质，有\vec{D}=\varepsilon\vec{E}，式中\varepsilon = \varepsilon_{r}\varepsilon_{0}，\varepsilon_{r}为相对电介常数，\varepsilon为电介质的绝对电介常数。 - 物理意义：电位移矢量把电场强度和物质的极化强度合并起来，虽然它不是物理的实在，但在电介质中挖出一个粗而扁的饼状空腔，使其底面正交于极化强度，则在其中测定的场强即等于在该处的电位移矢量的值。 - 电位移线与电位移通量：电位移线是曲线上任一点切线方向都与该点\vec{D}方向一致的曲线，且通过电场中任一点且垂直于该点\vec{D}的小面元的电位移线条数与小面元面积的比值等于该点处\vec{D}的大小。通过电场中任一给定面积的电位移线条数叫做通过该曲面的电位移通量，用\varPhi_{D}表示。 - 相关定理：电介质中的高斯定理是电位移矢量的重要定理，其积分形式为\oint_{S} \vec{D} \cdot d \vec{S}=Q_{0}，即通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和；微分形式为\nabla \cdot \vec{D}=\rho_{0}，其中\rho_{0}是自由电荷的体密度。