1 、标量、矢量和张量 电量 q 、质量 m 是标量,而力 F 、速度 v 、电场强度 E 都是矢量。标量只有大小没有方向,而矢量既有大小又有方向。 电偶极矩 d 是矢量, d = qr 。介质的电极化强度 P 是单位体积的电偶极矩,它也是矢量。 将介质置于电场中,介质会产生极化,其极化程度遵循电极化定律: P = αE P 是电极化强度, E 是电场强度, α 是电极化率。 当介质各向同性时, α 是常数, P 和 E 方向相同,且成正比。 当介质各向异性时,介质在不同方向有不同的性质,不同方向的介质加上同样强度的电场,产生的电极化强度不同,且方向也不一定与场强相同。当场强 E 不太大时,电极化定律仍然成立。它可以用分量表示为(只考虑二维空间): P 1 = α 11 E 1 + α 12 E 2 P 2 = α 21 E 1 + α 22 E 2 也可以用下面的矩阵表示: 场强 P 是矢量,它要用 E 1 、 E 2 两个数表示。而各向异性介质的电极化率是张量,它要用 α 11 、 α 12 、 α 21 、 α 22 四个数来表示。 2 、点的坐标变换 x'oy' 是坐标系 xoy 绕 o 点旋转角 而成。 点 Q 在坐标 xoy 的坐标为 (x,y) , 在坐标 x'oy' 的坐标为 (x',y') 。 也可以写成: x 1 ’ = a 11 x 1 + a 12 x 2 x 2 ’ = a 21 x 1 + a 22 x 2 即: 3 、二维空间张量的定义 零阶张量:即标量。 一阶张量:即矢量。它的定义如下: 一个量 A ,它在坐标系 xoy 中的值为 ( x 1 , x 2 ) ,若其在不同坐标系中的变换规律和点的坐标变换规律相同: 则 A 是矢量,也称一阶张量。 二阶张量: 一个量 A ,它在坐标系 xoy 中的值为 ( x 11 , x 12 , x 21 , x 22 ) ,若其在不同坐标系中的变换规律为: 则称 A 是二阶张量。 由此类推,可得其他高阶张量的定义。 膺矢量的定义: 在坐标转动时取正号,坐标反演时取负号。而矢量则在任何时候都取正号。 其他膺张量的定义与此类似。 可以验证,各向异性介质的电极化率是二阶张量。