Elektronische polarisatie

Omdat de invloed van een externe elektrische veld de kern en het centrum van de elektronenwolk scheidt, ontstaat er een aantrekkende kracht tussen hen volgens Coulombs wet. Laten we zeggen dat bij de afstand x van scheiding van het centrum van de kern en de elektronenwolk, evenwicht is bereikt. Dit betekent dat op de afstand x, de krachten die werken op de kern of de elektronenwolk door het externe elektrische veld en door Coulombs wet gelijk en tegengesteld zijn. Het is duidelijk dat de straal van de kern veel groter is dan die van de elektronenwolk. Dus in verhouding tot de elektronenwolk kan de kern als een puntlading worden beschouwd. Daarom is de elektrostatische kracht die op de kern werkt +E.Z.e. Nu is de kern verschoven van het centrum van de elektronenwolk over een afstand x.

Volgens Gauss' stelling, is de kracht veroorzaakt door de negatieve elektronenwolk op de positieve kern alleen afkomstig van het gedeelte van de wolk dat binnen de bol met straal x is ingesloten. Het gedeelte van de wolk buiten de bol met straal x oefent geen kracht uit op de kern. De inhoud van de bol met straal x is (4/3)πx3 en de inhoud van de bol met straal R is (4/3)πR3.
Nu is de totale negatieve lading van de elektronenwolk -Ze en we hebben al aangenomen dat deze uniform verdeeld is over het volume van de wolk.

Dus, de hoeveelheid negatieve lading die wordt ingesloten door de bol met straal x is,

Alleen deze hoeveelheid lading zal coulombkracht uitoefenen op de kern. Dus, volgens Coulombs wet, zou de kracht zijn

Bij evenwichtscondities,

De dipoolmoment van de kern is Zex, omdat het dipoolmoment het product is van de lading van de kern en de afstand van de verschuiving. Door de expressie voor x in de expressie voor het dipoolmoment te plaatsen, krijgen we,

Polarisatie wordt gedefinieerd als het aantal dipoolmomenten per eenheid volume van het materiaal. Als N het aantal dipoolmomenten per eenheid volume is, zou de polarisatie zijn,

Uit de bovenstaande expressie blijkt dat de elektronische polarisatie of atoompolarisatie afhankelijk is van de straal (of het volume) van het atoom en het aantal atomen dat aanwezig is in een eenheid volume van het materiaal.

Laten we een enkel atoom met atoomnummer Z overwegen. Laten we zeggen dat +e coulomb de lading is van elk proton in de kern en -e coulomb de lading is van elk elektron dat de kern omringt. Alle omwentelende elektronen in het atoom vormen een sferische wolk van negatieve lading die de positief geladen kern omringt. De lading van de kern is +Ze coulombs en de lading van de negatieve wolk van elektronen is -Ze coulombs. Laten we ook aannemen dat de negatieve lading van de elektronenwolk homogeen is verdeeld over een bol met straal R. Wanneer er geen invloed is van een externe elektrisch veld, vallen het centrum van deze bol en het centrum van de kern van het atoom samen. Nu, laten we zeggen dat een extern elektrisch veld met intensiteit E volt per meter wordt toegepast op het atoom. Vanwege dit externe elektrische veld verschuift de kern van het atoom naar de negatieve intensiteit van het veld en de elektronenwolk verschuift naar de positieve intensiteit van het veld.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is contacteer dan voor verwijdering.