Mechanismus polarizace

Nejprve musíme pochopit definici polarizace, než se ponoříme do mechanismu. Polarizace je ve skutečnosti zarovnání dipólových momentů pevných nebo indukovaných dipólů v směru okrajového elektrického pole. Mechanismus polarizace se zabývá tím, jak molekula nebo atom reaguje na okrajové elektrické pole. Jednoduše řečeno, vedou k zarovnání dipólů.
Existují zásadně čtyři typy mехanisмů polarizace. Jsou to elektronická polarizace, dipolová nebo orientační polarizace, iontová polarizace a interfaciální polarizace. Nyní se podrobněji zaměříme na jednotlivé typy polarizace.

Elektronická polarizace

Zde se neutrální atomy polarizují, což vede ke posunu elektronů. Tato polarizace se také nazývá atomová polarizace. Můžeme říci, že se střed elektronů posune vzhledem k jádru. Vznikne tedy dipólový moment, jak je znázorněno níže.

Orientační polarizace

Tato polarizace se také nazývá dipolová polarizace. Díky termodynamické rovnováze molekul jsou v normálním stavu dipóly náhodně uspořádány. Když je aplikováno okrajové elektrické pole, vznikne polarizace. Nyní se dipóly do jisté míry zarovnají, jak je znázorněno na obrázku 2. Například: Tato polarizace se obvykle vyskytuje v plynech a kapalinách, jako jsou H2O, HCl atd.

Iontová polarizace

Jako název napovídá, jde o polarizaci iontů. Vede k posunu iontů a vytvoření dipólového momentu. Tato polarizace se obvykle vyskytuje v tuhých materiálech. Například: NaCl. V normálním stavu obsahuje nějaké dipóly, které se navzájem vyruší. Je to znázorněno na obrázku 3.

Interfaciální polarizace

Tato polarizace se také nazývá prostorová nábojová polarizace. Zde dochází k zarovnání nábojových dipólů na rozhraní mezi elektrodou a materiálem díky okrajovému elektrickému poli. To znamená, že při aplikaci okrajového elektrického pole dojde k posunu některých kladných nábojů k hranicím zrn a vznikne uspořádání. Je to znázorněno na obrázku 4.

Většinou je v jednom materiálu přítomná více než jedna polarizace. Elektronická polarizace se vyskytuje téměř ve všech materiálech. Proto pro nás může být dielektrická charakterizace skutečných materiálů velmi obtížná. Pro zjištění celkové polarizace budeme brát v úvahu všechny ostatní polarizace s výjimkou interfaciální polarizace. Důvodem je, že nemáme metodu pro výpočet nábojů přítomných v interfaciální polarizaci.

Když projdeme čtyřmi mехanisмy polarizace, můžeme vidět, že objem posunutých entit se liší pro každý z nich. Vidíme, že postupné zvětšení hmotnosti probíhá od elektronické po orientační polarizaci. Frekvence okrajového elektrického pole má přímou souvislost s touto hmotností. Můžeme tedy závěrem říci, že když se zvětší hmotnost, která se má posunout, zvětší se i čas potřebný k tomuto posunu.
Další téma, které můžeme diskutovat, je, jak je dielektrická konstanta nedotčených dielektrik se spojuje s indexem lomu (při vysoké frekvenci 1012-1013 Hz). Je to dán vztahem:

Například u C (Diamantu) jea n2 je 5.85 a dominující polarizace je elektronická. U Ge,a n2 je 16.73 s elektronickou polarizací. U H2O,