ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ


ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ
ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ

       
атомов, ионов, молекул, способность этих ч-ц приобретать дипольный момент р (см. ДИПОЛЬ) в электрич. поле Е. Появление р обусловлено смещением электрич. зарядов в ат. системах под действием поля Е; такой индуцированный момент р исчезает при выключении поля; понятие П. не относят, как правило, к ч-цам, обладающим пост. дипольным моментом, напр. к полярным молекулам.
В относительно слабых полях зависимость р от E линейная:
р=aЕ, (1)
где а имеет размерность объёма, явл. количеств. мерой П. и наз. также П. Для нек-рых молекул значение П. может зависеть от направления Е (анизотропная П.). В сильных полях зависимость р(Е) перестаёт быть линейной.
В ф-ле (1) Е— электрич. поле в месте нахождения ч-цы, т. е. локальное поле; для изолированной ч-цы оно совпадает с внеш. полем Евнеш; в жидкости или кристалле к Евнеш добавляется Евнутр, создаваемое окружающими ч-цу зарядами др. ат. ч-ц.
При включении поля р появляется не мгновенно, время установления т момента р зависит от природы ч-ц и окружающей среды. Статич. полю отвечает статич. значение П. В переменном поле Е, напр. изменяющемся по гармонич. закону, П. зависит от его частоты w и времени установления т. При достаточно низких w и коротких t момент р устанавливается синфазно с изменениями Е и П. совпадает со статич. П. При очень высоких w и больших t момент р может вообще не возникнуть (ч-ца «не чувствует» поля). В промежуточных случаях (особенно при w»1/t) наблюдаются явления дисперсии и поглощения.
Различают неск. видов П. Э л е к т р о н н а я П. обусловлена смещением в поле Е электронных оболочек относительно ат. ядер; и о н н а я П. (в ионных кристаллах) — со смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия; атомная П. обусловлена смещением в молекуле атомов разного типа (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом темп-ры П. неск. уменьшается.
В физике тв. и жидких диэлектриков под П. понимают ср. П. (поляризацию диэлектриков Р, рассчитанную на одну ч-цу и приходящуюся на единицу напряжённости электрич. поля: a=P/EN, где N — число ч-ц в единицу объёма). П. полярных диэлектриков наз. о р и е н т а ц и о н н о й. Поляризация диэлектриков при скачкообразных переходах его ч-ц из одного возможного состояния в другое под действием поля Е можно описывать, вводя релаксационную П. Характерная особенность этих видов П.— их резкая зависимость от темп-ры.
Понятие «П.» получило применение в физике диэлектриков, мол. физике и химии. Для относительно простых систем связь между П. и макроскопич. хар-ками в-ва описывается, напр. для электронной П., Лоренц — Лоренца формулой или Клаузиуса — Моссотти формулой, а с учётом ориентационной П.— Ланжевена — Дебая формулой. С помощью этих и подобных им ф-л можно экспериментально определять П. Понятие «П.» применяется для объяснения и исследования нек-рых оптич. явлений (поляризации света, рассеяния света, оптической активности, комбинационного рассеяния света), а также межмолекулярных взаимодействий, особенно в системах из многоатомных молекул (в частности, белков).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ

атомов, ионов и молекул - способность этих частиц приобретать электрич. дипольный момент p. в электрич. поле Е. В электрич. поле заряды, входящие в состав атомов (молекул, ионов), смещаются один относительно другого - у частицы появляется индуциров. дипольный момент, к-рый исчезает при выключении поля. Понятие П., как правило, не относят к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом (напр., к полярным молекулам). В относительно слабых электрич. полях

4008-48.jpg

коэф.4008-49.jpgтакже наз. П., он является её количеств. мерой (имеет размерность объёма). Для атомных систем, напр. нек-рых молекул, П. может быть анизотропной. В этом случае зависимость 4008-50.jpgболее сложная:

4008-51.jpg

где 4008-52.jpg- симметричный тензор 2-го ранга, i,

4008-53.jpg В сильных электрич. полях зависимость р(Е )перестаёт быть линейной.

Для изолированной i -й частицы (напр., молекулы разреженного газа) значение напряжённости поля 4008-54.jpg (поля в месте нахождения частицы) совпадает с напряжённостью внеш. поля 4008-55.jpg Для частиц жидкости или кристалла к 4008-56.jpg добавляется 4008-57.jpg- поле, создаваемое зарядами др. частиц, окружающих данную (локальное поле).

При включении поля момент p. появляется не мгновенно; время установления p для каждого типа частиц различно в зависимости от их физ. природы и характеризуется временем релаксации 4008-58.jpg

Наиб. применение понятие П. получило в физике диэлектриков. Здесь оно определяет поляризацию среды Р, диэлектрич. восприимчивость 4008-59.jpg диэлектрич. проницаемость 4008-60.jpgВ простейшем случае

4008-61.jpg

(сумма берётся по всем N частицам в единице объёма). Понятие П. используется в физике молекул и физ. химии. Результаты измерений 4008-62.jpgP и оптич. характеристик среды всегда содержат информацию о П. составляющих её частиц.

Случаю статич. поля E отвечает статич. значение П., являющееся одной из важных индивидуальных характеристик частиц. В перем. поле E (напр., в простейшем случае гармонич. зависимости E от времени) П. зависит от частоты 4008-63.jpgколебаний поля и её удобно представить в виде комплексной величины:4008-64.jpg

Конкретный характер поведения П. в таком поле зависит прежде всего от времени релаксации 4008-65.jpgПри достаточно низких частотах 4008-66.jpgи коротких 4008-67.jpgмомент p устанавливается практически синфазно с изменением поля. При очень высоких 4008-68.jpgили больших 4008-69.jpgмомент p может вообще не возникать; частица "не чувствует" присутствия поля, П. отсутствует. В промежуточных случаях (особенно при 4008-70.jpg) наблюдаются явления дисперсии и поглощения и зависимость 4008-71.jpgносит чётко выраженный и иногда весьма сложный характер.

Различают следующие виды П.

Электронная П. 4008-72.jpg обусловлена смещением в поле E. электронных оболочек относительно атомных ядер. Величина 4008-73.jpgдля атомов и ионов порядка их объёма 4008-74.jpg а 4008-75.jpgс. Электронная П. имеет место во всех атомах и атомных системах, но в ряде случаев может маскироваться из-за малой величины другими, более сильными видами П.

Ионная П.4008-76.jpgв ионных кристаллах обусловлена упругим смещением в поле E разноимённых ионов из их положений равновесия в противоположных друг относительно друга направлениях. В простейшем случае ионных кристаллов типа NaCl величина

4008-77.jpg

где 4008-78.jpg- массы ионов, 4008-79.jpg- их заряд, 4008-80.jpg -собств. частота упругих колебаний ионов кристалла (оп-тич. ветвь),4008-81.jpg- частота внеш. поля (для статич. поля 4008-82.jpg = 0). Время релаксации 4008-83.jpgс (частота релаксации 4008-84.jpg=4008-85.jpgлежит в ИК-области спектра).

Атомная П. 4008-86.jpg молекул обусловлена смещением в поле E атомов разного типа в молекуле (что связано с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Этот вид П. обычно составляет 4008-87.jpg Иногда, атомной П. называют также П., связанную со смещением электронов, обеспечивающих ковалентные связи в кристаллах типа алмаза (Ge, Si). Температурная зависимость всех этих видов П., особенно 4008-88.jpgслабая (с ростом Т П. несколько уменьшается).

В физике диэлектриков все виды поляризации связывают с тем или иным видом П. Помимо перечисленных здесь вводятся и др. виды П., наиб. важные из них - ориентационная и релаксационная. Характерная особенность этих видов П.- резкая зависимость от темп-ры, что позволяет выделить их при эксперим. определениях.

Ориентационная П.4008-89.jpgвводится для полярных диэлектриков (газов, жидкостей), состоящих из молекул с пост. дипольными моментами, а также и для кристаллов, в к-рых дипольные моменты могут поворачиваться. Если диэлектрик состоит из одинаковых молекул, имеющих пост, дипольный момент р0, то ориентац. П.4008-90.jpgопределяется как ср. значение поляризации P =4008-91.jpgотнесённое к одной молекуле (p0Ei -проекция момента 4008-92.jpg молекулы на направление поля Е), т. е.4008-93.jpg

Ориентация 4008-94.jpgв поле E нарушается тепловым движением, поэтому 4008-95.jpgсильно зависит от темп-ры:

4008-96.jpg

Релаксационная П. (тепловая;4008-97.jpg)

вводится обычно для ионных кристаллов, где у слабо связанных ионов имеются два (или более) равновесных положения, к-рые в поле E становятся неравновероятными, что приводит к появлению поляризации среды и, следовательно, к возможности ввести среднюю (на ион) П. Расчёт (подтверждаемый опытом) даёт: 4008-98.jpg=4008-99.jpgгде Ь- расстояние между равновесными положениями ионов.

Для этих видов П. значения 4008-100.jpgлежат в широком диапазоне 4008-101.jpgи сильно зависят от темп-ры и др. внеш. условий. В случае переменных полей 4008-102.jpgи 4008-103.jpg зависят от частоты внеш. поля так же, как др. виды 11. При рассмотрении поляризации гетерогенных диэлектриков понятие П. обычно не используется.

В литературе по физике диэлектриков П. иногда наз. коэф. пропорциональности 4008-104.jpgмежду P и E (P=4008-105.jpgE), т. е. диэлектрич. восприимчивость.

Для относительно простых систем связь между электронной П. и макроскопич. характеристиками вещества описывается Лоренца- Лоренца формулой или Клаузиуса- Моссотти формулой, а с учётом 4008-106.jpg- Ланжевепа- Дебая формулой и их усложнёнными модификациями. Эти зависимости - основа для эксиерим. определения 4008-107.jpgИонную П. определяют по ф-лам типа (2). Сопоставление опытных и теоретич. данных для поглощения и дисперсии эл.-магн. волн, диэлектрич. потерь и т. д. даёт информацию как о П., так и о ходе её изменений с частотой внеш. поля. Свойства (и эффекты, в к-рых они проявляются) многих молекул и их систем (в частности, анизотропные) часто обусловлены их П. и П. составляющих их частиц. Примерами таких свойств и эффектов являются поляризация и рассеяние (в т. ч. комбинационное) света, оптич. активность, эффект Кер-ра и т. д. Изучение П. и её теория тесно связаны с исследованием межмолекулярных взаимодействий, структуры молекул, особенно таких сложных, как полимеры, в частности белки.

В сильных электрич. полях зависимость р(Е )становится нелинейной (см. Нелинейные восприимчивости).

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ" в других словарях:

  • Поляризуемость — Поляризуемость  физическое свойство веществ приобретать электрический или магнитный дипольный момент (поляризацию) во внешнем электромагнитном поле (см.статью Поляризация диэлектриков). Термин поляризуемость также употребляется для… …   Википедия

  • ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ — способность атомов, ионов и молекул в электрическом поле E приобретать дипольный момент p: p =?E. Коэффициент пропорциональности ? также называют поляризуемостью …   Большой Энциклопедический словарь

  • поляризуемость — Свойство изменять напряженность электрического поля под воздействием приложенного электрического поля. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]… …   Справочник технического переводчика

  • поляризуемость — способность атомов, ионов и молекул в электрическом поле Е приобретать дипольный момент р:р = αЕ. Коэффициент пропорциональности α также называется поляризуемостью. * * * ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ, способность атомов, ионов и молекул в… …   Энциклопедический словарь

  • поляризуемость — poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. atitikmenys: angl. polarizability vok. Polarisierbarkeit, f rus. поляризуемость, f pranc.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • поляризуемость — poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis. atitikmenys: angl. polarizability vok. Polarisierbarkeit, f rus. поляризуемость, f pranc. polarisabilité, f …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • поляризуемость — poliarizuojamumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. atitikmenys: angl. polarizability rus. поляризуемость …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • поляризуемость — poliarizuojamumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis. atitikmenys: angl. polarizability rus. поляризуемость …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • поляризуемость — poliarizuojamumas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. polarizability vok. Polarisierbarkeit, f rus. поляризуемость, f pranc. polarisabilité, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Поляризуемость —         атомов, ионов и молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент р (см. Диполь) в электрическом поле Е. Появление р обусловлено смещением электрических зарядов в атомных системах под действием поля Е; такой индуцированный… …   Большая советская энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.