Kutuplaşmanın Mekanizması

Öncelikle mekanizmaya girmeden önce polarizasyonun tanımını bilmemiz gerekiyor. Polarizasyon aslında sabit veya induksiyon dipolünün çevre elektrik alanının yönünde hizlanmasıdır. Polarizasyon mekanizması bir molekülün veya atomun çevre elektrik alanına nasıl tepki verdiğini ele alır. Basitçe ifade edecek olursak, bu dipollerin konumlanmasına neden olur.
Polarizasyon mekanizmaları temel olarak dört bölüme ayrılır. Bunlar polarizasyon mekanizmalarıdır. Bunlar Elektronik polarizasyon, dipoler veya Yönlendirme polarizasyonu, İyonik polarizasyon ve Arayüz polarizasyonudur. Şimdi farklı polarizasyonları detaylı olarak tartışalım.

Elektronik Polarizasyon

Burada, nötr atomlar polarize olur ve bu da elektronların kaymasını sonuçlandırır. Bu, aynı zamanda atomik polarizasyon olarak da bilinir. Basitçe ifade edecek olursak, elektronların merkezi çekirdeğe göre kayar. Bu nedenle, aşağıdaki gibi bir dipol momenti oluşur.

Yönlendirme Polarizasyonu

Bu aynı zamanda dipol polarizasyonu olarak da bilinir. Moleküllerin termal denge sonucunda normal durumda dipoller rasgele hizlanır. Bir çevre elektrik alanı uygulandığında, bu polarizasyona neden olur. Artık, dipoller belirli bir derecede hizalanacaktır (Şekil 2'de gösterildiği gibi). Örneğin: Genellikle H2O, HCl vb. gaz ve sıvılarda gerçekleşir.

İyonik Polarizasyon

Adından da anlaşılacağı gibi, bu iyonların polarizasyonudur. Bu, iyonların kaymasını ve dipol momentinin oluşmasını sağlar. Genellikle katı malzemelerde gerçekleşir. Örneğin: NaCl. Normal durumda, bazı dipoller içerir ve bunlar birbirini yok eder. Bu, Şekil 3'te gösterilmiştir.

Arayüz Polarizasyonu

Bu aynı zamanda uzay yükü polarizasyonu olarak da bilinir. Burada, çevre elektrik alanının sonucunda, elektrot ve malzemenin arayüzünde yük dipollerinin yönlendirilmesi gerçekleşir. Yani, çevre elektrik alanı uygulandığında, bazı pozitif yükler gran sınırına doğru hareket eder ve bir araya gelir. Bu, Şekil 4'te gösterilmiştir.

Ancak, çoğu durumda bir malzeme içinde birden fazla polarizasyon bulunur. Elektronik polarizasyon neredeyse tüm malzemelerde gerçekleşir. Bu nedenle, gerçek malzemelerin dielektrik karakterizasyonu için bizim için gerçekten zor olabilir. Toplam polarizasyonu bulmak için, interfacial polarizasyon hariç tüm diğer polarizasyonları göz önünde bulunduracağız. Sebep, interfacial polarizasyonda bulunan yükleri hesaplamak için hiçbir yöntemimiz olmadığıdır.

Dört polarizasyon mekanizmasından geçtiğimizde, her birinde kayan varlıkların hacminin farklı olduğunu görebiliriz. Elektronikten yönlendirme polarizasyonuna kadar kademeli bir kütlenin arttığını görebiliriz. Çevre elektrik alanının frekansı, bu kütle ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, kayacak olan kütlenin arttıkça, onu kaydırmak için geçen zamanın da artacağını sonucuna varabiliriz.
Sonraki aşamada, yüksek frekanslarda (1012-1013 Hz) manyetiksiz dielektriklerin elektriksel kısmından gelen dielektrik sabitinin refraksiyon indeksiyle nasıl bağlantılı olduğunu tartışabiliriz. Bu, şununla verilir:

Örneğin C (Elmas) hasve n2 5.85'tir ve hakim polarizasyon elektroniktir. Ge için,ve n2 16.73'tür ve elektronik polarizasyon vardır. H2O için,ve n2 = 1.77'dir ve elektronik, dipol ve