電極化（英語：electric polarization）是一種物理科學現象，在電磁學里，當給絕緣介質施加一個電場時，由于電介質內部正負電荷的相對位移，會產生電偶極子。電極化強度（英語：polarization 密度），又稱為電極化矢量，定義為電介質內的電偶極矩密度，即單位體積的電偶極矩。這定義所指的電偶極矩包括永久電偶極矩和感應電偶極矩。電極化強度的國際單位制度量單位是庫侖每平方米（coulomb/平方米），表示為矢量 P。
定義
電極化強度 P 定義為電介質單位體積 V 內的電偶極矩 p 的平均值，可以理解為在材料區域內電偶極子的強度和對齊程度。這個定義很容易推廣到解析定義，即電極化就是電偶極矩微元 dp 與體積微元 dV 的比值，這反過來便能導出電極化的物體的電偶極矩的一般表達式。這表明 P-場與磁化強度 M-場是完全類似的。對于由一個外加電場引起的 P 值的計算，必須已知絕緣介質的電極化率X。
束縛電荷
束縛電荷是束縛于電介質內部某微觀區域的電荷，例如原子或分子。電極化會稍微改變物質內部的束縛電荷的位置，形成一種不同的電荷密度，稱為“束縛電荷密度”。總電荷密度是“自由電荷密度”與束縛電荷密度的總和。在電介質的表面，束縛電荷以表面電荷的形式存在，其表面密度稱為“面束縛電荷密度”。假若電介質內部的電極化強度是均勻的，則所有的束縛電荷都是面束縛電荷。假設電極化強度含時間，則束縛電荷密度也含時間，因而產生了“電極化電流密度”。絕緣介質的總電流密度是自由電流密度、束縛電流密度和電極化電流密度的總和。
機理
如果材料受到一個外電場E的作用，原子核和電子云的正、負電荷沿相反方向發生位移，從而產生極化。這樣，原子就成為一個暫時的或者感應的偶極子。所有的材料，不論其固態下為何種類型的鍵合，都能發生這種極化。如果去掉外加電場，極化隨之消失。由于外施電場而產生偶極矩稱為感應偶極矩（induced dipole moment）。在這種形式的極化中，電場使正、負電荷相互分離的作用力與由于正、負電荷間互相吸引的庫侖引力（束縛力）相互平衡而產生偶極矩。這兩種力都是電作用力，具有與溫度無關的特點。
電極化強度與電場的關系
電極化強度、電場、電位移，這三個向量的關系式為一個定義式。對于各向同性、線性絕緣介質，電極化強度和電場的比例是電極化率。所以，電位移與電場成正比。電極化強度、電場、電位移，這三個向量的方向都一樣。對于各向異性、線性電介質，電極化強度和電場的方向不一定一樣。電極化強度的分量與電場的分量的關系式為電介質的電極化率張量。假若電極化強度和電場不呈線性正比，則稱這電介質為非線性電介質。非線性光學可以用來描述這種電介質的性質。對于鐵電材料，因為遲滯現象，電極化強度與電場之間，不存在一一對應關系。
參閱
- 馬克士威方程組。
- 克勞修斯-莫索提方程式。
- 駐極體。
參考資料 >