Polarisasi Elektronik

Karena pengaruh medan listrik eksternal, pusat inti dan pusat awan elektron terpisah, akan ada gaya tarik yang berkembang antara keduanya sesuai dengan Hukum Coulomb. Misalkan, pada jarak pemisahan pusat inti dan awan elektron, x, keseimbangan tercapai. Artinya, pada jarak pemisahan x, gaya yang bekerja pada inti atau awan elektron karena medan listrik eksternal dan karena Hukum Coulomb menjadi sama dan berlawanan. Jelas bahwa jari-jari inti jauh lebih besar daripada awan elektron. Jadi, sehubungan dengan awan elektron, inti dapat dianggap sebagai muatan titik. Oleh karena itu, gaya elektrostatik yang bekerja pada inti adalah +E.Z.e. Sekarang inti telah bergeser dari pusat awan elektron sejauh x.

Menurut Teorema Gauss, gaya yang disebabkan oleh awan elektron negatif yang bekerja pada inti positif hanya berasal dari bagian awan yang tertutupi oleh bola dengan jari-jari x. Bagian awan di luar bola dengan jari-jari x tidak memberikan gaya apapun pada inti. Sekarang, volume bola dengan jari-jari x adalah (4/3)πx3 dan volume bola dengan jari-jari R adalah (4/3)πR3.
Sekarang total muatan negatif awan elektron adalah -Ze dan kita telah menganggap bahwa muatan tersebut tersebar merata sepanjang volume awan.

Oleh karena itu, jumlah muatan negatif yang tertutupi oleh bola dengan jari-jari x adalah,

Hanya sejumlah muatan ini yang akan menerapkan gaya Coulomb pada inti. Jadi, menurut Hukum Coulomb, gayanya akan

Pada kondisi keseimbangan,

Sekarang momen dipol inti adalah Zex karena momen dipol adalah hasil kali muatan inti dan jarak pergeseran. Sekarang, dengan memasukkan ekspresi x ke dalam ekspresi momen dipol, kita mendapatkan,

Polarisasi didefinisikan sebagai jumlah momen dipol per satuan volume material. Jika N adalah jumlah momen dipol per satuan volume, polarisasinya akan menjadi,

Dari ekspresi di atas, ditemukan bahwa polarisasi elektronik atau polarisasi atom tergantung pada jari-jari (atau volume) atom dan jumlah atom yang hadir dalam satuan volume material.

Mari kita pertimbangkan satu atom dengan nomor atom Z. Misalkan, +e coulomb adalah muatan setiap proton dalam inti dan -e coulomb adalah muatan setiap elektron yang mengelilingi inti. Semua elektron yang mengorbit dalam atom membentuk awan muatan negatif yang mengelilingi inti bermuatan positif. Muatan inti adalah +Ze coulombs dan muatan awan elektron negatif adalah -Ze coulombs. Mari kita juga asumsikan bahwa muatan negatif awan elektron tersebar secara homogen pada bola dengan jari-jari R. Ketika tidak ada pengaruh medan listrik eksternal, pusat bola ini dan pusat inti atom bertepatan. Sekarang, misalkan medan listrik eksternal dengan intensitas E volt per meter diterapkan pada atom. Karena medan listrik eksternal ini, inti atom bergeser menuju intensitas negatif medan dan awan elektron bergeser menuju intensitas positif medan.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk dihapus.