电位移矢量

电位移矢量

电位移矢量是电磁学中的一个重要物理量，它不仅帮助我们更好地理解电场与电介质的相互作用，还在现代科技中发挥着重要作用。本文将带你深入了解这一概念的定义、历史背景及其在电磁学中的应用。

电位移矢量（英文名：Electric displacementvector[1]）是一个用以描述电场的辅助物理量[1]，用符号
表示，定义式为
，单位为
，式中
为真空介电常量，
为电场强度，
为极化强度矢量。[3]
麦克斯韦（Maxwell）在《论法拉第的力线》提出之后，发表的《论物理力线》设想了一种新的模型——分子涡旋，在分子涡旋之间夹着一排带电小颗粒，在外电场的作用下小颗粒偏离原来的位置产生电流，作用于分子涡旋，使其畸变。[a]这种畸变的大小被正式命名为电位移矢量。[7][8]
引入电位移矢量
，可以解决求解有电介质时的电场困难的问题，并得出电介质中的高斯定理（也称
的高斯定理）。[3]

简史

1855~1856年，麦克斯韦提出了关于电磁学的第（Ⅰ）篇重要论文——《论法拉第的力线》[9]，该论文主要目的是用数学来表示法拉第力线，进而推导出与电力线和磁力线相关的电学定律。但麦克斯韦的老师哈密顿的知识观强调事物的共性而忽视事物的个性，即知识不是事物的本身而是事物之间的关系。麦克斯韦受到这种哲学的影响，将其全部精力放在各种矢量场的共同性上，而忽视了电磁场的特殊性。[7]