Elektronska polarizacija

Ker so zaradi vpliva zunanjega električnega polja središče jedra in središče oblaka elektronov ločena, bo med njima po Coulombovem zakonu razvil privlačna sila. Recimo, da je pri razdalji x, ki ločuje središče jedra in oblak elektronov, ustanovljen ravnovesje. To pomeni, da pri razdalji ločevanja x so sile, ki delujejo na jedro ali oblak elektronov zaradi zunanjega električnega polja in Coulombovega zakona, enake in nasprotno usmerjene. Očitno je, da je polmer jedra mnogo večji od polmera oblaka elektronov. Zato se lahko v okviru oblaka elektronov jedro obravnava kot točkasto naboj. Torej, elektrostatistična sila, ki deluje na jedro, bi bila +E.Z.e. Sedaj je jedro premaknjeno od središča oblaka elektronov za razdaljo x.

Po Gausssovem izreku bo sila, ki jo negativni oblak elektronov uporablja na pozitivno jedro, nastala samo zaradi tiste dele oblaka, ki je vključen v kroglo s polmerom x. Dele oblaka zunaj krogle s polmerom x ne uporabljajo nobene sile na jedro. Sedaj je prostornina krogle s polmerom x (4/3)πx3 in prostornina krogle s polmerom R (4/3)πR3.
Sedaj je skupni negativni naboj oblaka elektronov -Ze in smo že upoštevali, da je ravnomerno porazdeljen skozi celotno obseg oblaka.

Torej, količina negativnega naboja, ki je vključena v kroglo s polmerom x, je,

Samo toliko naboja bo uporabljalo coulombovo silo na jedro. Torej, po Coulombovem zakonu, sila bi bila

V stanju ravnovesja,

Dipolni moment jedra je Zex, ker je dipolni moment produkt naboja jedra in razdalje pomika. Sedaj, ko vstavimo izraz za x v izraz za dipolni moment, dobimo,

Polarizacija je definirana kot število dipolnih momentov na enoto prostornine snovi. Če je N število dipolnih momentov na enoto prostornine, bo polarizacija,

Iz zgornjega izraza je očitno, da je elektronska polarizacija ali atomska polarizacija odvisna od polmera (ali prostornine) atoma in števila atomov, ki so prisotni v enoti prostornine snovi.

Razmislimo o enem atomu z atomskega števila Z. Recimo, da je +e coulomb nabor vsakega protona v jedru in -e coulomb nabor vsakega elektrona, ki obkroža jedro. Vsi orbitirajoči elektroni v atomu tvorijo sferični oblak negativnega naboja, ki obkroža pozitivno nabito jedro. Naboj jedra je +Ze coulombov in naboj negativnega oblaka elektronov je -Ze coulombov. Predpostavimo, da je negativni naboj oblaka elektronov homogeno porazdeljen na sferi s polmerom R. Ko ni vpliva nobenega zunanjega električnega polja, se središče te sfere in središče jedra atoma sovpada. Sedaj, recimo, da je na atom uporabljen zunanji električni polj s intenziteto E volt na meter. Zaradi tega zunanje električnega polja se jedro atoma premakne proti negativni intenziteti polja, medtem ko se oblak elektronov premakne proti pozitivni intenziteti polja.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredne delitve, če pride do kršitve avtorskih pravic, se obvestite z brisanjem.