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xinkaifish

木虫 (职业作家)

[交流] 【学术资料】非线性光学中的polarizability和susceptibility(转)

polarizability和susceptibility的解释,希望得到明白虫虫的指教,谢谢

在非线性光学中遇到两个想不清楚的概念polarizability(极化率)和susceptibility(极化率、磁化率),希望懂得这方面知识的朋友能帮助解释一下

在非线性光学里,极化强度(polarization):
P=x(1)*E+x(2)*E*E+x(3)*E*E*E+...     
其中,对于x(1)、x(2)、x(3)的英语称呼有时候是polarizability,有时候是susceptibility,
(1)susceptibility和polarizability到底有何区别与联系呢?应该怎么理解并使用呢?
(2)susceptibility是不是极化率呢(还是做磁化率讲)?

[ Last edited by mainpro on 2006-11-7 at 23:55 ]
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GrasaVampiro

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susceptibility<-susceptible易受影响的, 易感动的, 容许...的

be susceptible to
对...敏感的; 容易受到
从此不问江湖事
6楼2006-11-07 23:52:56
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xinkaifish

木虫 (职业作家)

附:一段相关解释,可能对理解有帮助
Pi=aijEj +2dijkEjEk+4cijkl EjEkEl+...            
where P is the polarization, E is the applied electric field, a is the linear or first-order polarizability term or susceptibility of the material, d is the first nonlinear polarizability term or the second-order susceptibility (quadratic polarizability), c is the third-order susceptibility, and so on. The subscripts i, ,j, k, l indicate the direction (x, y, z) of the nth component of the polarization or electric field. The susceptibility terms sum over these directions, i.e., aij is a 3 x 3 matrix with 9 terms, dijk is a 3 x 3 x 3 matrix with 27 terms, and cijkl is a 3 x 3 x 3 x 3 matrix with 81 terms).
照以上的理解,是不是可以认为
x(1)是linear or first-order polarizability,同时也可称为 susceptibility;
x(2)是first nonlinear polarizability,同时也可称为 second-order susceptibility ;
x(3)是third-order susceptibility;

另附:此文献的联接
http://www.photonic.saint-gobain ... 0000000000000001277
2楼2006-11-07 21:55:57
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GrasaVampiro

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优秀版主

0.5

★ ★ ★ ★ ★
bird007(金币+5):鼓励交流 呵呵
"susceptibility是不是极化率呢(还是做磁化率讲)? "
elektrice susceptibility是极化率,即χ_e,
P(极化强度polarization density )=χ_e×ε_0×E
此外χ_e+1=ε_r,即相对介电率,relative permittivity,又称relative dielectric constant
若χ_e,ε_r是张量,则1相应变为同阶单位张量

magnetice susceptibility是磁化率,即χ_m,
M(磁化率magnetization density)=χ_m×H(磁场强度 magnetice(auxiliary) field)
此外,χ_m+1=μ_r,,即相对磁导率,relative [magnetice] permeability,
若χ_m,μ_r是张量,则1相应变为同阶单位张量

当且仅当不引起岐义时susceptibility前的magnetice 和elektrice 才可省略,比如,不考虑磁光现象时,susceptibility指极化率
此外,这两个susceptibility应该是描述宏观小,微观大的尺度上的性质,是个准宏观量.

此外,很多时候B和H的称呼也是混乱的,不少书把B也称为magnetice field!!!这是物理和工程的矛盾之处.但建议称B为magnetic flux density或者magnetic induction

[ Last edited by GrasaVampiro on 2006-11-7 at 16:58 ]
从此不问江湖事
3楼2006-11-07 22:57:45
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GrasaVampiro

专家顾问 (职业作家)

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优秀版主

polarizability,α
极化度,有时又称,分子极化率,(此处的分子包括原子,分子,离子)
p(电偶极矩)=α×E(局域电场强度),
polarizability是个微观量,
描述,分子被其周围的电场极化情况,
具体的说是分子"感受"到的局域电场所引起的
1 中性原子(如惰气)的电子云极化elektronic cloud polariztion(实际是电场的存在使得电子出现位置的概率改变,电子云变型),
或者
2 有极分子(如HCl)的转向极化,即,有极分子的偶极矩方向的转动
或者
3 无极分子(如CH4)的位移极化,即,无极分子的偶极矩从无电场时的零变为非零
(具体是那一类情况,视分子类型而定)

比如,一块无穷大均匀无极分子形成的介质被外电场极化,需要考虑
1外电场强度,
2外电场在介质内感生的偶极矩对外场的屏蔽,即,所谓的Lorentz电场,
这个Lorentz电场 很类似于 对理想气体VanDeWaals修正中的内压强.
具体的可参考Clausius-Mossotti公式(及其衍生,Lorenz-Lorentz公式),
如果你有兴趣还可参考Langevin公式和Debye公式,如果由此可以理解不同极化的微观来源.
从此不问江湖事
4楼2006-11-07 23:36:45
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