Mechanizm polaryzacji

Najpierw musimy poznać definicję polaryzacji, zanim wejdziemy w mechanizm. Polaryzacja to właściwie wyrównanie momentów dipolowych stałych lub indukowanych dipoli w kierunku zewnętrznego pola elektrycznego. Mechanizm polaryzacji dotyczy tego, jak cząsteczka lub atom reaguje na zewnętrzne pole elektryczne. Po prostu można powiedzieć, że prowadzi do ustawienia dipoli.
Istnieją fundamentalnie cztery rodzaje mechanizmów polaryzacji. Są to elektroniczna polaryzacja, dipolowa lub orientacyjna polaryzacja, jonowa polaryzacja i interfejsowa polaryzacja. Omówmy różne typy polaryzacji szczegółowo.

Elektroniczna polaryzacja

W tym przypadku neutralne atomy są polaryzowane, co prowadzi do przesunięcia elektronów. Jest to również znane jako polaryzacja atomowa. Możemy po prostu stwierdzić, że względem jądra, środek elektronów jest przesunięty. Stąd powstaje moment dipolowy, jak pokazano poniżej.

Orientacyjna polaryzacja

Jest to również znane jako dipolowa polaryzacja. W wyniku termicznego równowagi cząsteczek, w normalnym stanie dipole będą losowo ustawione. Gdy zostanie zastosowane zewnętrzne pole elektryczne, powstaje polaryzacja. Teraz dipole ułożą się w pewnym stopniu, jak pokazano na rysunku 2. Np.: Zwykle występuje w gazach i cieczach, takich jak H2O, HCl itp.

Jonowa polaryzacja

Z samej nazwy możemy stwierdzić, że jest to polaryzacja jonów. Powoduje ona przesunięcie jonów i tworzy moment dipolowy. Zwykle występuje w materiałach stałe. Np.: NaCl. W normalnym stanie zawiera pewne dipole, które wzajemnie sie wykluczają. Jest to przedstawione na rysunku 3.

Interfejsowa polaryzacja

Jest to również znane jako polaryzacja ładunków przestrzennych. Tutaj, w wyniku zewnętrznego pola elektrycznego, przy granicy między elektrodą a materiałem następuje ustawienie dipoli ładunków. To oznacza, że gdy zostanie zastosowane zewnętrzne pole elektryczne, niektóre dodatnie ładunki przesuną się do granicy ziarna, co prowadzi do ich skupienia. Jest to pokazane na rysunku 4.

Jednak w większości przypadków więcej niż jeden typ polaryzacji będzie obecny w jednym materiale. Elektroniczna polaryzacja występuje prawie we wszystkich materiałach. Dlatego dla nas charakterystyka dielektryczna rzeczywistych materiałów może być naprawdę trudna. Aby znaleźć całkowitą polaryzację, rozważymy wszystkie inne polaryzacje z wyjątkiem interfejsowej polaryzacji. Powodem jest brak metody na obliczenie ładunków obecnych w interfejsowej polaryzacji.

Przeanalizowawszy cztery mechanizmy polaryzacji, możemy zauważyć, że objętość przesuniętych jednostek jest różna dla każdego z nich. Można zauważyć, że stopniowe zwiększenie masy zachodzi od elektronicznej do orientacyjnej polaryzacji. Częstotliwość zewnętrznego pola elektrycznego ma bezpośredni związek z tą masą. Możemy więc wnioskować, że im większa masa, którą należy przesunąć, tym dłuższy czas potrzebny na jej przesunięcie.
Następnie możemy omówić, jak stała dielektryczna niedźwignych dieletryków, pochodząca z części elektrycznej, jest związana z indeksem załamania (w wysokiej częstotliwości 1012-1013 Hz). Jest to przez

Na przykład C (diament) mai n2 wynosi 5.85, dominującą polaryzacją jest elektroniczna. Dla Ge,i n2 wynosi 16.73, mając elektroniczną polaryzację. Dla H2O,i n2 = 1.77, mając elektroniczną, dipolową i