Електронска поляризација

Бидејќи под влијание на надворешното електрично поле центарот на јадрото и центарот на облакот од електрони се раздвојуваат, ќе се развие привлечна сила помеѓу нив според Кулонов закон. Давај, на растојание x на раздвојувањето на центарот на јадрото и облакот од електрони, се постигнува равновесие. Тоа значи дека на растојание x, силите кои делуваат на јадрото или облакот од електрони поради надворешното електрично поле и Кулонов закон стануваат истите и противни. Очигледно е дека радиусот на јадрото е многу повеќе од онаа на облакот од електрони. Значи, во однос на облакот од електрони, јадрото може да се смета за точечен наелектрисан. Сепак, електростатичката сила која делува на јадрото би била +E.Z.e. Сега јадрото е сместено од центарот на облакот од електрони за растојание x.

Според Гаусов теорем, силата поради негативниот облак од електрони што делува на позитивното јадро би била само од делот на облакот заклучен во сфера со радиус x. Делот на облакот надвор од сфера со радиус x не применува никаква сила на јадрото. Сега, волуминот на сфера со радиус x е (4/3)πx3 и волуминот на сфера со радиус R е (4/3)πR3.
Сега, целокупниот негативен наелектрисан заред на облакот од електрони е -Ze и веќе го сметавме дека е униформно распределен низ волуминот на облакот.

Значи, количината на негативен наелектрисан заред заклучен во сфера со радиус x е,

Само оваа количина на заред ќе применува кулонска сила на јадрото. Сепак, според Кулонов закон, силата би била

При услов на равновесие,

Сега, диполниот момент на јадрото е Zex, бидејќи диполниот момент е производ од заредот на јадрото и растојанието на преместување. Сега, внесувајќи изразот за x во изразот за диполниот момент, добиваме,

Поларизацијата е дефинирана како бројот на диполни моменти по единичен волумен на материјалот. Ако N е бројот на диполни моменти по единичен волумен, поларизацијата би била,

Од горенаведениот израз се гледа дека електронската поларизација или атомската поларизација зависи од радиусот (или волуминот) на атомот и бројот на атоми присутни во единичен волумен на материјалот.

Да го земеме еден атом со атомски број Z. Да кажеме дека +e кулон е заредот на секој протон во јадрото и -e кулон е заредот на секој електрон околу јадрото. Сите орбитни електрони во атомот формираат сферичен облак од негативен заред околу позитивно наелектрисаното јадро. Заредот на јадрото е +Ze кулони и заредот на негативниот облак од електрони е -Ze кулони. Да претпоставиме дека негативниот заред на облакот од електрони е хомогенно распределен на сфера со радиус R. Кога нема влијание на некое надворешно електрично поле, центарот на оваа сфера и центарот на јадрото на атомот совпаѓаат. Сега, да кажеме дека се применува надворешно електрично поле со интензитет E волт по метар на атомот. Бидејќи на тоа надворешно електрично поле, јадрото на атомот се преместува кон негативната интензитет на полето, а облакот од електрони се преместува кон позитивната интензитет на полето.

Изјава: Поштетувајте оригиналот, добри статьи ви се заслужени за споделување, ако постои нарушување на авторските права се јавете за избришување.