Mechanisme van polarisatie
Allereerst moeten we de definitie van polarisatie kennen voordat we het mechanisme bespreken. Polarisatie is eigenlijk de uitlijning van de dipoolmomenten van vaste of geïnduceerde dipoles in de richting van het omringende elektrisch veld. Het mechanisme van polarisatie gaat over hoe een molecuul of atoom reageert op een omringend elektrisch veld. Eenvoudig gezegd leidt het tot de posities van dipoles.
Er zijn fundamenteel vier soorten polarisatiemechanismen. Ze zijn Elektronische polarisatie, dipolaire of oriëntatie polarisatie, Ionische polarisatie en Interfaciale polarisatie. Laten we de verschillende soorten polarisatie in detail bespreken.
Elektronische polarisatie
Hier worden neutrale atomen gepolariseerd, wat resulteert in het verschuiven van elektronen. Het wordt ook wel atoompolarisatie genoemd. We kunnen eenvoudig zeggen dat het centrum van de elektronen ten opzichte van het nucleus verschoven is. Daarom ontstaat er een dipoolmoment, zoals hieronder wordt weergegeven.
Oriëntatie polarisatie
Het wordt ook wel dipolaire polarisatie genoemd. Vanwege de thermische evenwichtstoestand van de moleculen, zijn de dipoles in normale toestand willekeurig georiënteerd. Wanneer een omringend elektrisch veld wordt toegepast, resulteert dit in polarisatie. Nu zullen de dipoles gedeeltelijk georiënteerd raken, zoals in figuur 2 wordt weergegeven. Bijv.: Dit komt meestal voor in gassen en vloeistoffen zoals H2O, HCl, etc.
Ionische polarisatie
Zoals de naam al aangeeft, is het de polarisatie van ionen. Het resulteert in het verschuiven van ionen en vormt een dipoolmoment. Het komt meestal voor in vaste materialen. Bijv: NaCl. In normale toestand bevat het enkele dipoles die elkaar neutraliseren. Dit is weergegeven in figuur 3.
Interfaciale polarisatie
Het wordt ook wel ruimtelijke lading polarisatie genoemd. Hier vindt, door het omringende elektrisch veld, de oriëntatie van ladingdipoles plaats aan de grensvlakte tussen elektrode en materiaal. Dat wil zeggen, wanneer een omringend elektrisch veld wordt toegepast, bewegen sommige positieve ladingen naar de korrelgrens en resulteren in assemblage. Dit is weergegeven in figuur 4.
Echter, in de meeste gevallen zal meer dan één type polarisatie aanwezig zijn in één materiaal. Elektronische polarisatie komt bijna in alle materialen voor. Dus voor ons kan de dielectrische karakterisering van echte materialen echt moeilijk zijn. Voor het vinden van de totale polarisatie, nemen we alle andere polarisaties in beschouwing, behalve interfaciale polarisatie. De reden hiervoor is dat we geen methode hebben om de ladingen in interfaciale polarisatie te berekenen.
Wanneer we de vier polarisatiemechanismen doornemen, zien we dat het volume van de gedriftte entiteiten voor elk van hen verschillend is. Het kan worden gezien dat de geleidelijke toename in massa gebeurt van elektronisch naar oriëntatie polarisatie. De frequentie van het omringende elektrisch veld heeft een directe relatie met deze massa. We kunnen concluderen dat, wanneer de massa die moet worden gedrift toeneemt, de tijd die nodig is om het te drift ook toeneemt.
Daarnaast kunnen we bespreken hoe de dielektrische constante van niet-magnetische dielectrica, die afkomstig is van het elektrische deel, verbonden is met de brekingsindex (bij hoge frequentie 1012-1013 Hz). Dit is door
Bijvoorbeeld C (Diamant) heeft
en n2 is 5.85 en de dominante polarisatie is elektronisch. Voor Ge,
en n2 is 16.73 met elektronische polarisatie. Voor H2O,
en n2 = 1.77 met elektronische, dipolaire en
