Sähköinen polarisaatio

Koska ulkoinen sähkökenttä vaikuttaa ydin ja elektronipilven keskipisteen välisen etäisyyden muuttumiseen, niiden välille kehittyy vetovoima Coulombin lain mukaisesti. Oletetaan, että ydin ja elektronipilven keskipisteiden välinen etäisyys x on tasapainotila. Tämä tarkoittaa, että etäisyydellä x ytimeen tai elektronipilveen vaikuttavat ulkoisen sähkökentän ja Coulombin lain mukaiset voimat ovat samansuuruisia ja vastakkaisia. On ilmeistä, että ytimen säde on paljon suurempi kuin elektronipilven säde. Siksi ydin voidaan pitää pisteladikkuna elektronipilven suhteen. Sähköinen voima, joka vaikuttaa ytimeen, olisi +E.Z.e. Nyt ydin on siirtynyt elektronipilven keskipisteestä etäisyydelle x.

Mukaan Gaussin lauseen, negatiivisen elektronipilven vaikutus positiiviseen ytimeen perustuu vain pilven osaan, joka on sisällytetty pallon säteen x rajojen sisään. Pilven osa, joka on ulkopuolella säteen x pallon, ei vaikuta ytimeen. Pallon säteen x tilavuus on (4/3)πx3 ja pallon säteen R tilavuus on (4/3)πR3.
Nyt elektronipilven kokonaismääräinen negatiivinen lataus on -Ze ja olemme jo ottaneet huomioon, että se on tasaisesti jakautunut koko pilven tilavuuteen.

Siksi säteen x pallon sisällä olevan negatiivisen ladannut määrä on,

Vain tämä määrä latausta vaikuttaa ytimeen Coulombin lain mukaisesti. Joten, Coulombin lain mukaan, voima olisi

Tasapainotilassa,

Nyt ytimen dipolimomentti on Zex, koska dipolimomentti on ytimen ladannut ja siirtymätiedön tulo. Kun asetamme x:n ilmaisun dipolimomentin kaavaan, saamme,

Polarisaatio määritellään dipolimomenttien määränä yksikkötilavuudessa materiaalissa. Jos N on dipolimomenttien määrä yksikkötilavuudessa, polarisaatio olisi,

Yllä olevasta lausekkeesta nähdään, että elektroninen polarisaatio tai atomipolarisaatio riippuu atomin säteestä (tai tilavuudesta) ja yksikkötilavuuden atomeista.

Oletetaan yksi atomi, jonka atomiluku on Z. Oletetaan, että +e kulombo on jokaisen protonin lataus ytimessä ja -e kulombo on jokaisen elektronin lataus ympärillä ytimettä. Kaikki pyörimässä olevat elektronit muodostavat negatiivisen latauksen pallopilven, joka ympäröi positiivisesti ladattua ytimettä. Ytimen lataus on +Ze kulomboja ja negatiivisen elektronipilven lataus on -Ze kulomboja. Oletetaan myös, että elektronipilven negatiivinen lataus on tasaisesti levitetty pallolle, jonka säde on R. Kun ei ole ulkoisen sähkökentän vaikutusta, tämän pallon ja atomin ytimen keskipisteet yhtyvät. Nyt, jos ulkoinen sähkökenttä, jonka intensiteetti on E volttia metriä kohti, sovelletaan atomiin. Tämän ulkoisen sähkökentän vuoksi atomin ydin siirtyy negatiivisen kentän intensiteetin suuntaan ja elektronipilvi siirtyy positiivisen kentän intensiteetin suuntaan.

Lauseke: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakattava, jos on tekijänoikeusloukkauksia ota yhteyttä poistaaksesi.