Polariseringsmekanisme

Først skal vi kende definitionen af polarisation, inden vi går i dybden med mekanismen. Polarisation er faktisk justeringen af dipolmomenterne for de faste eller inducerede dipoler i retningen af den omgivende elektriske felt. Mekanismen for polarisation handler om, hvordan et molekyle eller atom reagerer på et omgivende elektrisk felt. Enkle sagt fører det til positionering af dipoler.
Der findes grundlæggende fire divisioner af polarisationsmekanismer. De er elektronisk polarisation, dipolær eller orienteringspolarisation, ionpolarisation og grænsefladepolarisation. Lad os diskutere de forskellige polarisationer i detaljer.

Elektronisk polarisation

Her bliver neutrale atomer polariseret, og dette resulterer i en forskydning af elektroner. Det kaldes også atompolarisation. Vi kan enkelt sige, at med hensyn til kernen er centrum for elektronerne forskydning. Der dannes derfor et dipolmoment som vist nedenfor.

Orienteringspolarisation

Det er også kendt som dipolær polarisation. På grund af termisk ligevægt af molekylerne vil dipolerne være tilfældigt justerede i normaltilstanden. Når et omgivende elektrisk felt anvendes, resulterer det i polarisation. Nu vil dipolerne blive justeret i en vis grad som vist i figur 2. Eks.: Det sker typisk i gasser og væsker som H2O, HCl osv.

Ionpolarisation

Fra navnet selv kan vi sige, at det er polarisation af ioner. Dette resulterer i en forskydning af ioner og danner et dipolmoment. Det sker typisk i faste materialer. Eks.: NaCl. I normaltilstand indeholder det nogle dipoler, og de neutraliserer hinanden. Det er vist i figur 3.

Grænsefladepolarisation

Det er også kendt som rumladningspolarisation. Her finder justeringen af ladningsdipoler sted ved grænsefladen mellem elektrode og materiale på grund af det omgivende elektriske felt. Det betyder, at når et omgivende elektrisk felt anvendes, bevæger nogle positive ladninger sig til grenegrenser og resulterer i en samling. Det er vist i figur 4.

Dog er mere end én polarisation ofte til stede i ét materiale. Elektronisk polarisation forekommer i næsten alle materialer. Så for os kan karakteriseringen af dielektriske egenskaber hos virkelige materialer være virkelig svær. For at finde den totale polarisation tager vi højde for alle andre polarisationer bortset fra grænsefladepolarisation. Grunden er, at vi ikke har metoder til at beregne de ladninger, der er til stede i grænsefladepolarisation.

Når vi går igennem de fire polarisationsmekanismer, kan vi se, at volumenet af de flyttede enheder er forskellig for hver af dem. Man kan se, at der gradvis sker en øgning i masse fra elektronisk til orienteringspolarisation. Frekvensen af det omgivende elektriske felt har direkte relation til denne masse. Så kan vi konkludere, at når massen, der skal flyttes, øges, øges også tiden, det tager at flytte den.
Næste kan vi diskutere, hvordan dielektrisk konstant for ikke-magnetiske dielektrika, som kommer fra den elektriske del, er forbundet med brydningsindex (ved høj frekvens 1012-1013 Hz). Det er ved

For eksempel har C (Diamant)og n2 er 5.85 og dominante polarisation er elektronisk. For Ge,og n2 er 16.73 med elektronisk polarisation. For H2O,og n2 = 1.77 med elektronisk, dipolær og ionpolarisation.