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[科普中国]-电导率张量

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对于各向异性晶体,其电导率在不同方向上有不同的,电导率不再是一个数,而是由9个数构成的一个方阵,称为电导率张量。

张量的提出某些晶体由于对称性较低而具有各向异性,从而使得晶体的物理性质在不同的方向也存在着差异。晶体的各向异性是一种较普遍的特性,特别是很多现象如热电、压电、电光、声光、非线性光学效应等物理现象都完全是因为晶体的各向异性才表现出来。于是,人们从实践中探索出了一套描述各向异性性质的数学方法,这种方法就是张量方法

电导率张量对于均匀导体,在电场强度E的作用下,其电流密度J和电场方向一致,即均匀导体的欧姆定律:。其中是电导率,是标量。

但是对于晶体,由于具有各向异性,一般情况下J与E并不具有相同的方向,此时J与E的关系变为:

或表现为分量形式

此处不再是一个数,而是9个数构成一个方阵,成为电导率张量,这是一个二阶张量。于是,各向异性晶体中的欧姆定律可表示为:其中为右图矩阵表示1。

本词条内容贡献者为:

韩拯 - 研究员 - 中国科学院金属研究所