Էլեկտրոնային պոլարիզացիա

Քանի որ կենտրոնային դաշտի ազդեցությամբ կուլոնի սահմանափակումը և էլեկտրոնների սպիտակագույն կենտրոնները տարանջատվում են, դրանց միջև կառավարվող ձգողականության ուժը կառավարվում է Կուլոնի օրենքի համաձայն Coulomb’s law-ով: Ենթադրենք, որ կուլոնի սահմանափակումի և էլեկտրոնների սպիտակագույն կենտրոնների հեռավորության վրա x հաստատուն հավասարակշռություն է հաստատվում: Սա նշանակում է, որ հեռավորության վրա x կենտրոնային դաշտի և Կուլոնի օրենքի հետևանքով կուլոնի սահմանափակումի և էլեկտրոնների սպիտակագույն վրա ազդող ուժերը նույնն են և հակառակ ուղղությամբ: Այս պարզ է, որ կուլոնի սահմանափակումի շառավիղը շատ շատ մեծ է էլեկտրոնների սպիտակագույնի համեմատ: Այսպիսով, էլեկտրոնների սպիտակագույնի նկատմամբ կուլոնի սահմանափակումը կարող է դիտարկվել որպես կետային լիցք: Հետևաբար, կուլոնի սահմանափակումի վրա ազդող էլեկտրոստատիկ ուժը կլինի +E.Z.e: Այժմ կուլոնի սահմանափակումը տեղաշարժվել է էլեկտրոնների սպիտակագույնի կենտրոնից x հեռավորության վրա:

Գաուսի թեորեմի համաձայն Gauss’s theorem, բացասական էլեկտրոնների սպիտակագույնի ազդեցությունը դրական կուլոնի սահմանափակումի վրա կլինի միայն այն մասի հետևանքով, որը ներառված է շառավիղ x գունդով: Շառավիղ x-ով գնդի արտաքին մասը նույնիսկ ոչ մի ուժ չի ազդում կուլոնի սահմանափակումի վրա: Այժմ շառավիղ x-ով գնդի ծավալը (4/3)πx3 է, և շառավիղ R-ով գնդի ծավալը (4/3)πR3:
Այժմ էլեկտրոնների սպիտակագույնի ընդհանուր բացասական լիցքը -Ze է, և մենք արդեն ենթադրել ենք, որ նա հավասարաչափ բաշխված է սպիտակագույնի ծավալով:

Հետևաբար, շառավիղ x-ով գնդով ներառված բացասական լիցքը է,

Միայն այսքան լիցք կազդելու է կուլոնի օրենքի համաձայն կուլոնի սահմանափակումի վրա: Այսպիսով, Կուլոնի օրենքի համաձայն ուժը կլինի

Հավասարակշռության պայմաններում,

Այժմ կուլոնի սահմանափակումի դիպոլայի պահանջը Zex է, քանի որ դիպոլայի պահանջը կուլոնի սահմանափակումի լիցքի և տեղաշարժման հեռավորության արտադրյալն է: Այժմ, տեղադրելով x-ի արտահայտությունը դիպոլայի պահանջի արտահայտության մեջ, ստանում ենք,

Պոլարիզացիան սահմանվում է որպես նյութի միավոր ծավալում դիպոլայի պահանջների քանակը: Եթե N-ը նյութի միավոր ծավալում դիպոլայի պահանջների քանակն է, պոլարիզացիան կլինի,

Այս արտահայտությունից հետևում է, որ էլեկտրոնային պոլարիզացիան կամ ատոմային պոլարիզացիան կախված է ատոմի շառավղի (կամ ծավալի) և նյութի միավոր ծավալում ներկա ատոմների քանակից:

Դիցուք դիտարկենք միայն մեկ ատոմ, որի ատոմային համարը Z է: Ենթադրենք, որ յուրաքանչյուր պրոտոնի լիցքը կուլոնի սահմանափակումում +e կուլոն է, և յուրաքանչյուր էլեկտրոնի լիցքը կուլոնի սահմանափակումի շուրջ -e կուլոն է: Ատոմի բոլոր ուղեծրային էլեկտրոնները կազմում են բացասական լիցքի գնդաձև սպիտակագույն, որը շուրջը դրական լիցքով կուլոնի սահմանափակում: Կուլոնի սահմանափակումի լիցքը +Ze կուլոններ է, և էլեկտրոնների սպիտակագույնի բացասական լիցքը -Ze կուլոններ է: Ենթադրենք, որ էլեկտրոնների սպիտակագույնի բացասական լիցքը հավասարաչափ բաշխված է շառավիղ R-ով գնդի վրա: Երբ ոչ մի արտաքին էլեկտրական դաշտի ազդեցություն չկա, այդ գնդի կենտրոնը և կուլոնի սահմանափակումի կենտրոնը համընկնում են: Այժմ, ենթադրենք, որ E վոլտ մետր լայնությամբ արտաքին էլեկտրական դաշտ կիրառվում է ատոմի վրա: Այս արտաքին էլեկտրական դաշտի հետևանքով կուլոնի սահմանափակումը տեղաշարժվում է դաշտի բացասական ինտենսիվության ուղղությամբ, իսկ էլեկտրոնների սպիտակագույնը դաշտի դրական ինտենսիվության ուղղությամբ:

Հայտարարություն՝ Նախընտրել նախնականը, լավ հոդվածները արժանանալի են կիսվել, եթե կա իրավունքների խախտում խնդրում ենք հեռացնել: