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Concept
Susceptibilité électrique
Résumé
En électromagnétisme, la susceptibilité électrique est une grandeur caractérisant la polarisation créée par un champ électrique (ou le champ électrique produit par de la matière polarisée). Ce phénomène se produit uniquement par l'intermédiaire d'un milieu matériel (souvent un matériau diélectrique), et dans de nombreux cas, si l'intensité du champ électrique utilisé est suffisamment faible ou si le diélectrique en question est isotrope, la polarisation vérifie la relation suivante :
où est la permittivité du vide, et où la susceptibilité électrique est un nombre complexe sans dimension. Ce cas est dit linéaire car il s'agit d'une relation de proportionnalité. Il permet d'interpréter le phénomène de réfraction : en effet, la susceptibilité est reliée, d'après les équations de Maxwell, à l'indice de réfraction n par la relation :
où désigne la partie réelle de la susceptibilité électrique.
Pour calculer la susceptibilité électrique, plusieurs approches sont possibles. Il faut dans tous les cas être capable de décrire l'effet d'un champ électrique sur les constituants de la matière. Les différents mécanismes possibles sont à l'origine de plusieurs types de polarisation :
la polarisation électronique, toujours présente, due au déplacement et à la déformation du nuage électronique,
la polarisation atomique ou ionique due aux déplacements des atomes ou des ions dans la structure du matériau,
la polarisation d'orientation, pour les matériaux qui sont initialement déjà polarisés de façon microscopique, mais dont les éléments n'ont pas forcément la même orientation,
la polarisation macroscopique due à des déplacements de charges dans l'ensemble du matériau.
Dans la plupart des cas, plusieurs de ces phénomènes sont présents et se cumulent. La principale difficulté du calcul réside dans le fait que le champ électrique macroscopique dans lequel est plongé le matériau est souvent différent du champ électrique local qui agit réellement sur les constituants microscopiques et donc crée la polarisation.
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