Шрифт:
Этим я хочу сказать лишь, что электрическое поле, направленное по оси х, создает поляризацию не только в этом направлении, оно приводит к трем компонентам поляризации Рх, Рyи Pz, каждая из которых пропорциональна Ех. Коэффициенты пропорциональности мы назвали aхх, aухи azx (первый значок говорит, о какой компоненте идет речь, а второй относится к направлению электрического поля).
Аналогично, для поля, направленного по оси у, мы можем написать
Рх=aхуЕy, Ру=aууЕу, Рz=aгуЕу, (31.2)
а для поля в z-направлении
Px=axzEz, Py=ayzEz Pz=azzEz. (31,3)
Дальше мы говорим, что поляризация линейно зависит от поля; поэтому если у нас есть электрическое поле Е с компонентами х и у, то x-компонента поляризации Р будет суммой двух Рх, определенных уравнениями (31.1) и (31.2), ну а если Е имеет составляющие по всем трем направлениям х, у и z, то составляющие поляризации Р должны быть суммой соответствующих слагаемых в уравнениях (31.1), (31.2) и (31.3). Другими словами, Р записывается в виде
Диэлектрические свойства кристалла, таким образом, полностью описываются девятью величинами (axx,, axy,,axz,ayz , ...), которые можно записать в виде символа aij. (Индексы i и j заменяют одну из трех букв: х, у или z.) Произвольное электрическое поле Е можно разложить на составляющие Еx, Еyи Еz. Зная их, можно воспользоваться коэффициентами aijи найти Рх, Рy и Pz, которые в совокупности дают полную поляризацию Р. Набор девяти коэффициентов aijназывается тензором — в данном примере тензором поляризуемости. Точно так же как три величины (Ех, Еу, Еz) «образуют вектор Е», и мы говорим, что девять величин (aхх, aху, ...)«образуют тензор aij».
§ 2. Преобразование компонент тензора
Вы знаете, что при замене старых осей координат новыми х', у' и z' компоненты вектора Ех', Еу', Ег'тоже оказываются другими. То же самое происходит и с компонентами Р, так что для разных систем координат коэффициенты aijоказываются различными. Однако вполне можно выяснить, как должны изменяться а при надлежащем изменении компонент Е и Р, ибо, если мы описываем то же самое электрическое поле, но в новой системе координат, мы должны получить ту же самую поляризацию Р. Для любой новой системы координат Px' будет линейной комбинацией Рх, Рy' , и Рz':
Р x ’ =аР х +bР у +сР z ,
и аналогично для других компонент. Если вместо Рх, Рyи Рzподставить их выражения через Е согласно (31.4), то получится
Теперь напишите, как выражается Ех, Еyи Ezчерез Еx' , Еy'и Еz' , например,
E x = a'E x ' +b'E y ' +c'E z ' ,
где числа а', b' и с' связаны с числами а, b и c, но не равны им. Таким образом, у вас получилось выражение Рх'через компоненты Ех', Еy'и Ez' , т. е. получились новые aij. Никаких хитростей здесь нет, хотя все это достаточно запутано.