Електронска поляризација

Zbog uticaja spoljnog električnog polja, centar jezgra i centar oblaka elektrona su razdvojeni, što će dovesti do pojavljivanja privlačne sile između njih, prema Coulombovom zakonu. Recimo da se ravnoteža postavlja na rastojanju x između centra jezgra i oblaka elektrona. To znači da na rastojanju x, sile koje deluju na jezgro ili oblak elektrona zbog spoljnog električnog polja i zbog Coulombova zakona postaju iste i suprotne. Očigledno je da je poluprečnik jezgra mnogo veći od poluprečnika oblaka elektrona. Stoga, u odnosu na oblak elektrona, jezgro se može smatrati tačinskim nabojem. Dakle, elektrostatička sila koja deluje na jezgro bi bila +E.Z.e. Sada je jezgro pomaknuto od centra oblaka elektrona za rastojanje x.

Prema Gaussovom teoremi, sila koja deluje na pozitivno jezgro zbog negativnog oblaka elektrona bi bila samo zbog dela oblaka koji se nalazi unutar sfere poluprečnika x. Deo oblaka van sfere poluprečnika x ne deluje nikakvom silom na jezgro. Sada, zapremina sfere poluprečnika x je (4/3)πx3 i zapremina sfere poluprečnika R je (4/3)πR3.
Ukupni negativni naboj oblaka elektrona je -Ze i već smo pretpostavili da je ravnomerno raspodeljen kroz zapreminu oblaka.

Dakle, količina negativnog naboja koja se nalazi unutar sfere poluprečnika x je,

Samo ova količina naboja će delovati Koulombovom silom na jezgro. Dakle, prema Coulombovom zakonu, sila bi bila

Pod uslovima ravnoteže,

Sada je dipolni moment jezgra Zex, jer je dipolni moment proizvod naboja jezgra i rastojanja pomeranja. Sada, stavljajući izraz za x u izraz za dipolni moment, dobijamo,

Polarizacija se definiše kao broj dipolnih momenata po jedinici zapremine materijala. Ako je N broj dipolnih momenata po jedinici zapremine, polarizacija bi bila,

Iz gornjeg izraza se vidi da je elektronska polarizacija ili atomska polarizacija zavisna od poluprečnika (ili zapremine) atoma i broja atoma prisutnih u jedinici zapremine materijala.

Razmotrimo jedan atom atomskog broja Z. Recimo da je +e kulomb naboj svakog protona u jezgru i -e kulomb naboj svakog elektrona oko jezgra. Svi elektroni koji krugu oko atoma formiraju sferni oblak negativnog naboja oko pozitivno nabijenog jezgra. Naboj jezgra je +Ze kulomba, a naboj negativnog oblaka elektrona je -Ze kulomba. Pretpostavimo da je negativni naboj oblaka elektrona homogeno raspodeljen na sferi poluprečnika R. Kada nema uticaja bilo kakvog spoljnog električnog polja, centar ove sfere i centar jezgra atoma se poklapaju. Sada, recimo da se spoljno električno polje intenziteta E volt po metru primeni na atom. Zbog ovog spoljnog električnog polja, jezgro atoma se pomeri ka negativnoj intenzitetu polja, a oblak elektrona se pomeri ka pozitivnom intenzitetu polja.

Izjava: Poštujte original, dobre članke su vredni deljenja, ako postoji kršenje autorskih prava molim da kontaktirate za brisanje.