Elektroniskā polarizācija
Tā kā ārējā elektriskā lauka ietekmē atomā atrodas kodolu un elektronu mākoņa centri, starp tiem izveidojas pievilkšanas spēks saskaņā ar Kulona likumu. Pieņemsim, ka attālumā x no kodola līdz elektronu mākoņa centram tiek izveidots līdzsvars. Tas nozīmē, ka attālumā x spēki, kas darbojas uz kodolu vai elektronu mākoņu, kā rezultātā no ārējā elektriskā lauka un Kulona likuma, kļūst vienādi un pretēji. Iespējams, ka kodola rādiuss ir daudz lielāks nekā elektronu mākoņa. Tādēļ, attiecībā pret elektronu mākoņu, kodols var tikt uztvert kā punkta lāde. Tādējādi elektrostātiskais spēks, kas iedarbojas uz kodolu, būtu +E.Z.e. Tagad kodols ir pārvietojies no elektronu mākoņa centra par attālumu x.
Saskaņā ar Gausa teorēmu, spēks, ko negatīvais elektronu mākoņš izdara uz pozitīvo kodolu, būtu tikai dēļ tāda mākoņa daļas, kas ietverta sfērā ar rādiusu x. Daļa mākoņa ārpus sfēras ar rādiusu x neizdara nekādu spēku uz kodolu. Sfēras ar rādiusu x tilpums ir (4/3)πx3, bet sfēras ar rādiusu R tilpums ir (4/3)πR3.
Tagad visu elektronu mākoņa negatīvā lāde ir -Ze, un mēs jau esam pieņēmuši, ka tā ir vienmērīgi sadalīta visā mākoņa tilpumā.
Tādējādi negatīvā lādes daudzums, kas ietverts sfērā ar rādiusu x, ir,
Tikai šis lādes daudzums izdara Kulona spēku uz kodolu. Tādējādi, saskaņā ar Kulona likumu, spēks būtu
Līdzsvarā,
Tagad kodola dipolmoments ir Zex, jo dipolmoments ir kodola lādes un novietojuma attāluma reizinājums. Ievietojot x izteiksmi dipolmomenta izteiksmē, iegūstam,
Polarizācija ir definēta kā dipolmomentu skaits materiāla vienības tilpumā. Ja N ir dipolmomentu skaits vienības tilpumā, polarizācija būtu,
No šīs izteiksmes izriet, ka elektroniska polarizācija vai atomārā polarizācija ir atkarīga no atoma rādiusa (vai tilpuma) un atomu skaita vienības tilpumā materiālā.
Apcerēsim vienu atomu ar atomskaitli Z. Pieņemsim, ka +e kulons ir katras protona lāde kodolā un -e kulons ir katras elektrona lāde, kas aptver kodolu. Visi orbitējošie elektroni atomā veido sferisko negatīvas lādes mākoņu, kas aptver pozitīvi nabijumu kodolu. Kodola lāde ir +Ze kulons, bet negatīva elektronu mākoņa lāde ir -Ze kulons. Pieņemsim, ka elektronu mākoņa negatīvā lāde ir vienmērīgi sadalīta uz sfēras ar rādiusu R. Kad nav nekādas ārējā elektriskā lauka ietekmes, šīs sfēras centrs un kodola centrs sakrīt. Tagad, pieņemsim, ka uz atomu tiek piemērots ārējs elektriskais lauks ar intensitāti E vold per metru. Tādēļ, ņemot vērā šo ārējo elektrisko lauku, atoms kodols tiek pārvietots uz negatīvo lauka intensitātes pusi, savukārt elektronu mākoņš tiek pārvietots uz pozitīvo lauka intensitātes pusi.
Declarācija: Cienīt originālo, labus rakstus vērts dalīties, jāsazinās par autopienesumu pieņemšanu un dzēšanu.
