在電磁學裏,電介質因響應外電場的施加而極化的程度,可以用電極化率(electric susceptibility,
)來衡量。電極化率又可以用來計算物質的電容率。因此,電極化率會影響這物質內各種其它可能發生的現象,像電容器的電容、光波傳播於物質內部的光速等等。
對於均向性、線性、均勻的電介質,電極化率定義為
;
其中,
是電場,
是電極化強度,
是電常數。
由於電位移
定義為
。
所以,電位移與電場成正比:
;
其中,
是電容率。
定義相對電容率
為電容率與電常數的比例:
。
那麼,一個電介質的電極化率與相對電容率的關係式為
。
在自由空間裏,
。
假若,電介質是各向異性的,則電極化率是一個二階張量。
色散性質和因果關係
一般而言,物質無法為了要響應一個含時外電場的變化而瞬時地電極化。因此,更廣義的表述必須將時間
納入考量:
。
那就是,電極化是先前時間的電場與含時電極化率
的摺積。假設每當
時,
,則這積分的上限可以延伸至無窮大:
。
瞬時的響應對應於狄拉克δ函數電極化率
。
對於一個線性系統,可以簡單地做一個傅立葉變換,將這關係式寫為頻率
的函數:
。
這結果是摺積定理的一個範例。
電極化率跟頻率有關,這導致電容率跟頻率有關。電極化率隨着頻率而變化的曲線的樣子描繪出物質的色散性質。
更加地,由於因果關係,電極化只能跟先前時間的電場有關(也就是說,每當
時,設定
)。這事實迫使電極化率
必須遵守克拉莫-克若尼約束。
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