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電気感受率(でんきかんじゅりつ、英electric susceptibility)とは、誘電分極の起こりやすさを示す物性値である。分極率、感受率、電気的感受率などとも言う。

◆ 定義

外部から電場Eを掛けられると一般の誘電体には誘電分極Pが生ずるまたは、「分極電荷密度σが生ずる」とも表現できる。Pとσは同じ物理量である。が、このP はE に比例する。その関係を

:$\backslash boldsymbol=\; \backslash chi\; \backslash varepsilon\; \_0\; \backslash boldsymbol$

のように書き表した時の比例係数が電気感受率である(ε₀は真空の誘電率)。通常ギリシア文字のχで表現するが、磁化率にも同じ文字を使う場合があるので区別のためχ_eとすることもある。ε₀EとPは共に電束密度の次元([外部リンク]Q¹L^-2)を持つので、χは無次元量であり単位系に依らない(ただしP=χEのように誘電率を介さず、直接にPとEを結ぶ係数を電気感受率χと定義する流派も存在し、この場合のχは誘電率と同じ次元を持つことになる)。

◆ 誘電率との関わり

物質中における電束密度、電場、分極の間には

:$\backslash boldsymbol-\; \backslash boldsymbol=\; \backslash varepsilon\; \_0\; \backslash boldsymbol$

の関係があるこの式の意味は、「分極により電束密度が相殺され、それに比例して電場も弱まる」。ので、上記したPの定義P=χε₀Eを代入すれば以下のように整理できる。

:$\backslash boldsymbol=\; \backslash varepsilon\; \_0\; (1+\; \backslash chi)\; \backslash boldsymbol$

そして誘電率ε₁の物質中における電束密度と電場の関係は、一般にD=ε₁Eと書き表される。よって二式を比較すると

:$\backslash varepsilon\; \_1\; =\; \backslash varepsilon\; \_0\; (1+\; \backslash chi)$

である。即ち、物質の誘電率とは、換言すれば真空の誘電率を (1+χ) 倍したものであることが分かる。また比誘電率ε_r(その定義はε_r=ε₁/ε₀である)を用いて表せば

:$\backslash varepsilon\; \_1\; =\; \backslash varepsilon\; \_0\; (1+\; \backslash chi)\; =\; \backslash varepsilon\; \_0\; \backslash varepsilon\; \_r$

なので(1+χ)=ε_rとなる。

◆ 脚注

◆ 関連項目

・誘電率

・誘電分極

・磁化率

◆ 参考文献

・兵頭俊夫『電磁気学 - 裳華房テキストシリーズ・物理学』裳華房、2004年第七版、ISBN 4-7853-2089-3

・徳永正晴・和田宏『理工系の物理学』学術図書、1999年初版(2005年第6刷)、ISBN 4-87631-906-8

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