Полярізуємость
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Полярізуємость

Полярізуємость атомів, іонів і молекул, здатність цих часток набувати дипольного моменту р (див. Диполь ) в електричному полі Е. Поява р обумовлена зсувом електричних зарядів в атомних системах під дією поля Е; такий індукований момент р зникає при виключенні поля (поняття П. не відносять, як правило, до часток постійним дипольним моментом, що володіє, наприклад до полярних молекул).

загрузка...

  У відносно слабких полях залежність р від Е лінійна:

р = a Е,

де а має розмірність об'єму і є кількісною мірою П. (її також називають П.). Для деяких молекул значення П. може залежати від напряму Е (анізотропна П.). У сильних електричних полях залежність р ( Е ) перестає бути лінійною.

  У формулі (1) E — електричне поле в місці знаходження частки — т.з. локальне поле; для ізольованої частки (наприклад, молекули розрідженого газу) воно збігається із зовнішнім полем Е внеш ; в рідині або кристалі до Е внеш додаються поля Е внутр , створювані що оточують дану частку іншими зарядженими частками.

  При включенні поля момент р з'являється не миттєво, час встановлення t моменту р залежить від природи часток і довкілля. Статичному полю відповідає статичне значення П. В змінному, такому, що наприклад змінюється по гармонійному закону, поле П. залежить від його частоти w і часу встановлення t. При досить низьких w і коротких t момент р встановлюється синфазний із змінами поля і П. збігається із статичною П. Прі дуже високих w або великих t момент р може взагалі не виникати (частка «не відчуває» присутності поля, П. немає). У проміжних випадках (особливо при w  1/t) спостерігаються явища дисперсії і поглинання.

  Розрізняють декілька видів П. Електронная П. обумовлена зсувом в полі Е електронних оболонок відносно атомних ядер; іонна П. (у іонних кристалах) — зсувом в протилежних напрямах різнойменних іонів з положення рівноваги; атомна П. обумовлена зсувом в полі Е атомів різного типа в молекулі (вона пов'язана з несиметричним розподілом в молекулі електронної щільності). Температурна залежність цих видів П. слабка: із зростанням температури П. декілька зменшується.

  У фізиці твердих і рідких діелектриків під П. розуміють середню П. (поляризацію Р, розраховану на 1 частку і таку, що доводиться на одиницю поля: а = P/en, де N — число часток). П. полярних діелектриків називається орієнтаційною. Поляризація діелектриків при стрибкоподібних переходах його часток з одного можливого стану в інше під дією поля Е можна описувати, вводячи релаксаційну П. Характерной особливістю цих видів П. є їх різка залежність від температури.

  В літературі по фізиці діелектриків інколи називають П. коефіцієнт пропорційності з між Р і Е: Р = c Е, тобто діелектричну сприйнятливість.

  Поняття П. отримало велике вживання у фізиці діелектриків, молекулярній фізиці і фізичній хімії. Для відносно простих систем зв'язок між П. і макроскопічними характеристиками речовини описується, наприклад для електронної П., Лоренц — Лоренца формулою або Клаузіуса — Моссотті формулою, а з врахуванням орієнтаційної П. — формулою Ланжевена — Дебая. За допомогою цих (і подібних до них) формул можна експериментально визначати П. Понятіє П. застосовується для пояснення і дослідження ряду оптичних явищ: поляризації світла, розсіяння світла, оптичної активності, комбінаційного розсіяння світла, особливо в системах з багатоатомних молекул (зокрема, білків).

  Літ.: Ськанаві Р. І., фізика діелектриків (область слабких полів), М. — Л., 1949; Фреліх Р., Теорія діелектриків, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1960; Волькенштейн М. Ст, Будова і фізичні властивості молекул, М. — Л., 1955.

  А. А. Гусев.