פולריזציה אלקטרונית

בשל השפעת השדה החשמלי החיצוני מופרד המרכז של גרעין האטום והמרכז של ענן האלקטרונים, תיווצר כוח משיכה ביניהם בהתאם לחוק קולון. נניח שהמרחק בין מרכז הגרעין למרכז ענן האלקטרונים הוא x, ונישאר במשוואה. כלומר, המרחק x הוא המרחק שבו הכוחות הפועלים על הגרעין או ענן האלקטרונים בשל השדה החשמלי החיצוני וכוחות הקולון הם שווים ומגינים אחד על השני. ברור שרדיוס הגרעין הרבה יותר גדול מרדיוס ענן האלקטרונים. לכן, בעיני ענן האלקטרונים, הגרעין יכול להיחשב כמטען נקודתי. לכן, הכוח האלקטרוסטטי הפועל על הגרעין יהיה +E.Z.e. עכשיו הגרעין זז מהמרכז של ענן האלקטרונים מרחק x.

לפי משפט גאוס, הכוח הנובע מענן האלקטרונים השלילי הפועל על הגרעין החיובי יהיה רק מהחלק של הענן שנמצא בתוך הכדור ברדיוס x. החלק של הענן מחוץ לכדור ברדיוס x לא יפעיל כוח על הגרעין. כעת, נפח הכדור ברדיוס x הוא (4/3)πx3 ונפח הכדור ברדיוס R הוא (4/3)πR3.
המטען השלילי הכולל של ענן האלקטרונים הוא -Ze ובהנחה שהוא מתפזר באופן אחיד בנפח הענן.

לכן, כמות המטען השלילי הכלוא בתוך הכדור ברדיוס x היא,

רק כמות מטען זו תפעיל כוח קולוני על הגרעין. לכן, לפי חוק קולון, הכוח יהיה

במצב שיווי משקל,

עכשיו רגע הדיפול של הגרעין הוא Zex כי רגע הדיפול הוא מכפלת המטען של הגרעין והמרחק של הזזה. עכשיו, בהצבת הביטוי עבור x בביטוי של רגע הדיפול, מקבלים,

הפולריזציה מוגדרת כמספר רגעי הדיפול לנפח יחידה של החומר. אם N הוא מספר רגעי הדיפול לנפח יחידה, הפולריזציה תהיה,

מהביטוי לעיל נמצא שהפולריזציה האלקטרונית או האטומית תלויה ברדיוס (או בנפח) של אטום ובמספר האטומים בנפח יחידה של החומר.

נניח שיש לנו אטום בודד עם מספר אטומי Z. נגיד ש-e קולון הוא המטען של פרוטון כלשהו בגרעין ו-e קולון הוא המטען של אלקטרון כלשהו סביב הגרעין. כל האלקטרונים הסובבים את האטום יוצרים ענן כדורי של מטען שלילי סביב הגרעין המטעין חיובית. המטען של הגרעין הוא +Ze קולון והמטען של ענן האלקטרונים השלילי הוא -Ze קולון. נניח גם שהמטען השלילי של ענן האלקטרונים מתפזר באופן אחיד על כדור ברדיוס R. כאשר אין השפעה של שדה חשמלי חיצוני, מרכז הכדור זהה למרכז הגרעין של האטום. עכשיו, נניח שמפעילים שדה חשמלי חיצוני עם צפיפות E וולט למטר על האטום. בגלל השדה החשמלי החיצוני, הגרעין של האטום מוזז בכיוון של הצפיפות השלילית והענן האלקטרוני מוזז בכיוון של הצפיפות החיובית.

הצהרה: יש להעריך את המקור, מאמרים טובים ראויים לחלוקה, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר כדי למחוק.