Что такое поляризуемость – Поляризуемость – молекула – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ - это... Что такое 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


коэф.также 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 более сложная:


где - симметричный тензор 2-го ранга, i,

В сильных электрич. полях зависимость р(Е )перестаёт быть линейной.

Для изолированной i -й частицы (напр., молекулы разреженного газа) значение напряжённости поля (поля в месте нахождения частицы) совпадает с напряжённостью внеш. поля Для частиц жидкости или кристалла к добавляется - 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

Наиб. применение понятие П. получило в физике диэлектриков. Здесь оно определяет поляризацию среды Р, диэлектрич. восприимчивость диэлектрич. проницаемость В простейшем случае


(сумма берётся по всем N частицам в единице объёма). Понятие П. используется в физике молекул и физ. химии. Результаты измерений P 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 колебаний поля и её удобно представить в виде комплексной величины:

Конкретный характер поведения П. в таком поле зависит прежде всего от времени релаксации При достаточно низких частотах и коротких момент

p устанавливается практически синфазно с изменением поля. При очень высоких или больших момент p может вообще не возникать; частица "не чувствует" присутствия поля, П. отсутствует. В промежуточных случаях (особенно при ) наблюдаются явления дисперсии и поглощения и зависимость носит чётко выраженный и иногда весьма сложный характер.

Различают следующие виды П.

Электронная П. обусловлена смещением в поле E. электронных оболочек относительно атомных ядер. Величина для атомов и ионов порядка их объёма а с. 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.в 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


где - массы ионов, - их заряд, -собств. частота упругих колебаний ионов кристалла (оп-тич. ветвь),- частота внеш. поля (для статич. поля = 0). Время релаксации с (частота релаксации =лежит в ИК-области спектра).

Атомная П. 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 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 слабая (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.вводится 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.определяется как ср. значение поляризации P =отнесённое к одной молекуле (p0Ei -проекция момента молекулы на направление поля Е), т. е.

Ориентация в поле E нарушается тепловым движением, поэтому сильно зависит от темп-ры:


Релаксационная П. (тепловая;)

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: =где Ь- расстояние между равновесными положениями ионов.

Для этих видов П. значения лежат в широком диапазоне и сильно зависят от темп-ры и др. внеш. условий. В случае переменных полей и 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 между

P и E (P=E), 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 - Ланжевепа- Дебая формулой и их усложнёнными модификациями. Эти зависимости - основа для эксиерим. определения Ионную 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. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

dic.academic.ru

Поляризуемость

Наряду с полярностью ковалентной связи или молекулы важное значение имеет поляризуемость связи это способность электронной плотности ковалентной связи смещаться под действием внешнего электрического поля или других воздействий.

Внешним электрическим полем для данной частицы может быть электрическое поле соседней полярной молекулы или соседнего иона. Во всех типах молекул — полярных и неполярных, а также в электронейтральных атомах и ионах под действием внешнего электрического поля происходит смещение электронной плотности молекулярной или атомной орбитали, в результате чего возникает

наведённый, или индуцированный, дипольный момент. Индуцированный диполь, существующий только при наличии внешнего электрического поля, может вызывать резкое изменение реакционной способности отдельных связей и молекулы в целом. Поляризуемость ковалентной связи зависит от подвижности общей электронной пары. Так, в молекуле иодоводородной кислоты подвижность общей электронной пары, а следовательно, и поляризуемость связи H–I значительно больше, чем в молекуле фтороводородной кислоты, и поэтому HI под действием полярных молекул воды значительно легче диссоциирует на ионы, чем HF. Именно поэтому кислота HI относится к сильным, а HF — к слабым кислотам, несмотря на более высокую полярность молекулы HF (μHF= 1,5 Д; μHI = 0,4 Д). Этот пример демонстрирует влияние поляризуемости ковалентной связи на её реакционную способность.

С поляризуемостью связи тесно связана поляризуемость атома, молекулы

или иона, то есть способность этих частиц трансформировать свои электронные оболочки под внешним воздействием.

Поляризуемость частиц прежде всего зависит от их размера и числа электронов. Чем меньше размер и число электронов, тем менее поляризуема частица. Большие частицы с большим числом электронов поляризуются легче. В зависимости от способности поляризоваться атомы, молекулы или ионы подразделяют на «мягкие» — легкополяризуемые и «жёсткие» — малополяризуемые частицы.

Понятие о "жёсткости" и "мягкости" частиц важно при рассмотрении их реакционной способности. В соответствии с принципом "подобное с подобным" наиболее эффективно взаимодействуют "жёсткие" частицы с "жёсткими", а "мягкие" – с "мягкими" частицами.

2. Ионная связь

При взаимодействии атомов, резко различных по электроотрицательности, образующаяся общая электронная пара может прак­тически полностью смещаться к более электроотрицательному атому, превращая его в отрицательный ион, при этом другой атом превращается в положительный ион. Между этими ионами возникает электростатическое притяжение, то есть

ионная связь.

Химическая связь, для которой характерно сильное взаимодействие общей электронной пары с ядром только одного из соединяемых атомов, что приводит к образованию противоположно заряженных ионов, электростатически притягивающихся друг к другу, называется ионной связью.

Ионная связь реализуется только в соединениях атомов типичных металлов с типичными неметаллами, например в CsF, KBr, NaCl, и только в твёрдом состоянии.

Электрическое поле иона имеет сферическую симметрию, вследствие чего ионная связь, в отличие от ковалентной, не обладает направленностью, а поскольку взаимодействие двух противоположно заряженных ионов не приводит к полной компенсации их полей, то ионная связь не обладает насыщаемостью. Говорить о связи между каким-либо катионом и одним определённым анионом нельзя – всегда любой катион взаимо­действует со всеми анионами, находящимися поблизости. Отсюда следует характерная особенность соединений с ионной связью — ассоциация.

Благодаря ассоциации ионов соединения с ионной связью в твёрдом состоянии имеют ионную кристаллическую решётку.

В узлах ионной кристаллической решётки чередуются катионы и анионы (рис. 13). Расстояния между противоположно заряженными ионами в кристаллах меньше, чем расстояния между одноимёнными ионами, поэтому электростатические силы межионного притяжения преобла­дают над силами отталкивания. Однако при дальнейшем сближении разноимённых ионов начинают проявляться уже силы их отталкивания. Равенство сил притяжения и отталкивания удерживает ионы на определённом расстоянии друг от друга. Так как электростатические силы не обладают ни насыщаемостью, ни направленностью, каждый ион взаимодействует не только с ионами своего непосредственного окружения, но и со всеми другими ионами кристалла.

К числу важнейших типов ионных кристаллических решёток относятся решётки типа NaCl (рис. 13 а) и решетки типа CsCl (рис. 13 б). В кристалле NaCl восемь хлорид-ионов об­разуют восемь вершин куба, а шесть других хлорид-ионов находятся в центрах шести его граней. Таким образом, хлорид-ионы образуют кубическую гранецентрированную решётку. Меньшие по размеру катионы натрия (r

С1- = 167 пм, rNa+ = 116 пм) занимают октаэдрические пустоты в решётке, образованной хлорид-ионами. Кристаллическая решётка, образованная катионами натрия, также является кубической гранецентрированной. Поэтому кристаллические решётки типа NaCl можно рассматривать как результат взаимного проникновения двух кубических гранецентрированных решёток. Так как каждый катион натрия в решётке NaCl окружён шестью хлорид-ионами, а каждый хло­рид-ион окружён шестью катионами натрия, то координационные числа обоих ионов равны шести.

Радиус катиона цезия (181 пм) немного больше радиуса хлорид-иона (167 пм). В результате этого CsCl образует кристаллы другого типа. И катионы цезия, и хлорид-ионы образуют кубические решётки, так что в центре куба, образованного восемью хлорид-ионами, находится катион цезия, и наоборот. Для обоих ионов в решётке хлорида цезия координационные числа равны восьми.

рисунок из Габриеляна

Рис. ????? Кристаллическая решётка хлорида натрия, состоящая из противоположно заряженных ионов натрия и хлорид-ионов.

У натрия, например, на один валентный электрон приходится девять валентных орбиталей (3s – одна, 3p – три и 3d – пять).

Атомы натрия равномерно распределены в узлах кристаллической решётки (рисунок), и при этом каждый атом имеет в ней по 8 ближайших соседей. Для образования двух центровых связей в подобной структуре атом натрия должен был бы иметь 8 электронов, что, конечно, невозможно.

Однако при сближении атомов и образовании кристаллической решётки валентные орбитали соседних атомов перекрываются, благодаря чему электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую, осуществляя связь между атомами кристалла. Химическая связь в металлических кристаллах сильно делокализована.

Вследствие незначительного энергетического различия между соседними перекрывающимися орбиталями световые лучи не могут поглощаться, они отражаются. Ковкость и пластичность металлов также объясняются специфическими свойствами металлической связи – при механическом воздействии на твёрдое тело отдельные слои кристаллической решётки смещаются относительно друг друга. При этом происходит лишь некоторое перераспределение делокализованных электронов, связывающих друг с другом атомы металла, но разрыва химических связей не происходит — металл деформируется, но не разрушается.

Рис. 13. Кристаллические решётки NaCl (a), CsCl (б) и модели взаимного расположения катионов и анионов в них

Ионный кристалл не содержит молекул, его можно считать одной громадной молекулой, так как все сосед­ние ионы в нём связаны одинаковыми силами. Вследствие вы­сокой полярности ионной связи и склонности ионов к ассоциа­ции с молекулами полярных растворителей ионные соединения в воде (диэлектрическая проницаемость воды ε при 25 0С равна 78,3) легко диссоциируют на ионы, которые сразу же гидратируются в растворе, то есть образуют новые ассоциаты, называемые гидратами. Для ионных соединений характерны высокие температуры плавле­ния и кипения; их расплавы и растворы проводят электриче­ский ток.

Из сопоставления особенностей ионной и ковалентной связей следует, что ионную связь можно рассматривать как предельный случай сильно полярной ковалентной связи. Идеальных ионных соединений (со 100 % ионной связью) не существует, поэтому говорят о частично ионном и частично ковалентном характере связей. Так, даже связь в молекуле CsF носит частично ковалентный характер, так как электронная плотность сосредоточена у аниона фтора только на 94 %. Степень ионности (доля ионного характера) связи обычно тем выше, чем больше разность относительной электроотрица­тельности (ОЭО) между соединёнными атомами.

Если разность относительных электроотрицательностей взаимодействующих атомов ∆χ1 равна 0, то образуется ковалентная неполярная связь; если 0 < ∆χ< 1,7 – ковалентная полярная; если Δχ > 1,7 – ионная связь.

Таким образом, природа химических связей едина, и существующее различие между их типами имеет количественный характер.

studfiles.net

Поляризуемость - это... Что такое 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 момент р исчезает при выключении поля (понятие П. не относят, как правило, к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом, например к полярным молекулам).

         В относительно слабых полях зависимость р от Е линейная:

         р = αЕ,

        где α имеет размерность объёма и является количественной мерой П. (её также называют П.). Для некоторых молекул значение П. может зависеть от направления Е (анизотропная П.). В сильных электрических полях зависимость р (Е) перестаёт быть линейной.

         В формуле (1) E — электрическое поле в месте нахождения частицы — т. н. локальное поле; для изолированной частицы (например, молекулы разреженного газа) оно совпадает с внешним полем Евнеш; в жидкости или кристалле к Евнеш добавляются поля Евнутр, создаваемые окружающими данную частицу другими заряженными частицами.

         При включении поля момент р появляется не мгновенно, время установления τ момента р зависит от природы частиц и окружающей среды. Статическому полю отвечает статическое значение П. В переменном, например изменяющемся по гармоническому закону, поле П. зависит от его частоты ω и времени установления τ. При достаточно низких ω и коротких τ момент р устанавливается синфазно с изменениями поля и П. совпадает со статической П. При очень высоких ω или больших τ момент р может вообще не возникать (частица «не чувствует» присутствия поля, П. нет). В промежуточных случаях (особенно при ω ≅ 1/τ) наблюдаются явления дисперсии и поглощения.

         Различают несколько видов П. Электронная П. обусловлена смещением в поле Е электронных оболочек относительно атомных ядер; ионная П. (в ионных кристаллах) — смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия; атомная П. обусловлена смещением в поле Е атомов разного типа в молекуле (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом температуры П. несколько уменьшается.

         В физике твёрдых и жидких диэлектриков под П. понимают среднюю П. (поляризацию Р, рассчитанную на 1 частицу и приходящуюся на единицу поля: α = P/EN, где N — число частиц). П. полярных диэлектриков называется ориентационной. Поляризация диэлектриков при скачкообразных переходах его частиц из одного возможного состояния в другое под действием поля Е можно описывать, вводя релаксационную П. Характерной особенностью этих видов П. является их резкая зависимость от температуры.

         В литературе по физике диэлектриков иногда называют П. коэффициент пропорциональности χ между Р и Е: Р = χ Е, т. е. диэлектрическую восприимчивость.

         Понятие П. получило большое применение в физике диэлектриков, молекулярной физике и физической химии. Для относительно простых систем связь между П. и макроскопическими характеристиками вещества описывается, например для электронной П., Лоренц — Лоренца формулой (См. Лоренц - Лоренца формула) или Клаузиуса — Моссотти формулой (См. Клаузиуса - Моссотти формула), а с учётом ориентационной П. — формулой Ланжевена — Дебая. С помощью этих (и подобных им) формул можно экспериментально определять П. Понятие П. применяется для объяснения и исследования ряда оптических явлений: поляризации света, рассеяния света, оптической активности, комбинационного рассеяния света, особенно в системах из многоатомных молекул (в частности, белков).

         Лит.: Сканави Г. И., физика диэлектриков (область слабых полей), М. — Л., 1949; Фрёлих Г., Теория диэлектриков, пер. с англ., М., 1960; Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М. — Л., 1955.

         А. А. Гусев.

dic.academic.ru

Поляризуемость

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»

Поляризуемость есть свойство возникновения в некотором распределении электрических зарядов (у элементарных частиц, атомов, ионов, молекул) наведённого дипольного электрического или (и) магнитного моментов под действием внешнего электромагнитного поля. Понятие поляризуемости имеет наибольшее значение в физике элементарных частиц, в молекулярной физике и в химии, при изучении диэлектриков и намагничивающихся материалов, при исследовании оптических эффектов в веществе, а также для учёта межчастичных и межмолекулярных взаимодействий.

  • 1 Электрическая поляризуемость
    • 1.1 Особенности в разных системах
  • 2 Магнитная поляризуемость
  • 3 Примечания
  • 4 См. также

Электрическая поляризуемость

Электрическая поляризуемость определяется как коэффициент пропорциональности между напряжённостью приложенного электрического поля  и получающимся наведённым электрическим дипольным моментом частицы  в формуле для системы физических единиц СИ:

где  - электрическая постоянная.

Если моделировать начальную конфигурацию распределения зарядов в виде нейтральной хорошо проводящей тонкостенной пустотелой сферы, либо в виде нейтрального в целом шара, то можно показать, что  равно кубу радиуса этой сферы (шара). [1] Отсюда следует, что размерность  есть м3, совпадая с размерностью объёма.

Особенности в разных системах

Как правило, линейная зависимость между приложенным электрическим полем и возникающим дипольным моментом справедлива лишь в слабых полях, при усилении поля линейность пропадает. В некоторых веществах направления векторов  и могут не совпадать. В таком случае поляризуемость рассматривается уже не как скалярная величина, а как тензор второго ранга, содержащий 9 компонент в виде 33 матрицы.

При измерении дипольного момента в системе из многих частиц следует учитывать, что результирующее электрическое поле, действующее на отдельную частицу, является суммой внешнего приложенного поля и усреднённого электрического поля от остальных частиц. Последнее поле включает в себя постоянную компоненту, не зависящую от внешнего поля, и наведённую внешним полем компоненту.

Различают статическую и динамическую поляризуемости. Первая связана с приложением постоянного электрического поля, а вторая – с переменным электрическим полем. В веществе возможны эффект задержки установления дипольного момента по отношению к началу действия электрического поля, сдвиг фазы между дипольным моментом и приложенным переменным электрическим полем, зависимость значения амплитуды поляризуемости от частоты изменения поля вплоть до уменьшения до нуля. Соответственно, наблюдаются такие явления, как дисперсия (зависимость от частоты), а также поглощение энергии электрического поля посредством резонансного взаимодействия запаздывающего наведённого дипольного момента с полем, и посредством сдвига диполей при ориентационной поляризации.

В зависимости от исследуемых объектов измеряют:

  1. поляризуемость у отдельных элементарных частиц. Примером является значение м3 для протона. [2]
  2. электронную поляризуемость за счёт сдвига электронов в оболочках атомов.
  3. ионную поляризуемость при сдвиге в противоположных направлениях разноимённых ионов в ионных кристаллах.
  4. атомную поляризуемость вследствие смещения атомов в молекулах.

На практике измеряют обычно поляризацию среды, понимаемую как дипольный электрический момент единицы объёма среды. Разделив поляризацию среды на концентрацию диполей, находят дипольный момент одной частицы и затем её поляризуемость в приложенном электрическом поле. Между поляризуемостью, абсолютной диэлектрической проницаемостью и диэлектрической восприимчивостью разных сред существуют взаимосвязи, выражаемые, например, в соотношении Клаузиуса–Мосотти. [2]

Магнитная поляризуемость

Магнитная поляризуемость  определяется как коэффициент пропорциональности между индукцией приложенного магнитного поля  и наведённым дипольным магнитным моментом частицы    в формуле для системы физических единиц СИ:

где  - магнитная постоянная.

Для оценки размерности магнитной поляризуемости удобно рассмотреть дипольный магнитный момент маленькой петли с нулевым электрическим сопротивлением, возникающий при помещении её в магнитное поле за счёт эффекта электромагнитной индукции. Если радиус петли , а наведённый ток электронов , то магнитный момент будет равен . В этом случае магнитная поляризуемость будет равна кубу радиуса петли, умноженному на отношение двух энергий – кулоновской энергии электрона в поле движущихся зарядов тока в петле, и удвоенной энергии покоя электрона. Следовательно, в обычных условиях при малых токах величина магнитной поляризуемости будет значительно меньше куба радиуса магнитного диполя, имея при этом размерность м3. Для протона  м3, что согласуется с электрической поляризуемостью протона. [1]

Основные особенности магнитной поляризуемости повторяют особенности для электрической поляризуемости, с заменой электрических величин на соответствующие магнитные величины. По своему смыслу к магнитной поляризуемости близка магнитная восприимчивость, связывающая намагниченность (дипольный магнитный момент единицы объёма) среды и напряжённость приложенного магнитного поля.

Примечания

  1. а бКомментарии к книге: Федосин С.Г. Физические теории и бесконечная вложенность материи. Пермь, 2009, 844 стр., Табл. 21, Ил.41, Библ. 289 назв. ISBN 978-5-9901951-1-0.
  2. Yao W.-M. et al., (Particle Data Group), Physics Letters, Vol. B667, P. 1 (2008) and 2009 partial update for the 2010 edition. [1]

См. также

  • Поляризация диэлектриков
  • Магнитная восприимчивость

sergf.ru

Поляризуемость - это... Что такое 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 обозначения коэффициента, характеризующего линейную зависимость индуцированного дипольного момента атома, молекулы и т.п. от напряженности вызвавшего поляризацию внешнего поля, а для среды - также как синоним средней поляризуемости ее частиц или отношения диэлектрической восприимчивости (см. ниже) к количеству частиц в единице объема, иногда и просто как синоним диэлектрической восприимчивости.[1]

Электрическая поляризуемость среды характеризуется величиной диэлектрической восприимчивости , являющейся коэффициентом линейной связи между поляризацией диэлектрика P и внешним электрическим полем E в достаточно малых полях:

Восприимчивость связана с диэлектрической проницаемостью ε соотношением[2]

Магнитная поляризуемость характеризуется магнитной восприимчивостью , являющейся коэффициентом линейной связи между намагниченностью P и внешним магнитным полем H в достаточно малых полях:

Тензор поляризуемости

В анизотропных кристаллах электрическая (магнитная) поляризуемость характеризуется тензором диэлектрической (магнитной) восприимчивости , так что связь между вектором поляризации (намагниченности) и вектором напряжённости электрического (магнитного) поля выражается как:

где по повторяющимся индексам подразумевается суммирование.

Из закона сохранения энергии можно вывести, что тензоры и симметричны:

В изотропных кристаллах недиагональные компоненты тензора тождественно равны нулю, а все диагональные равны между собой.

Примечания

  1. Физическая энциклопедия, Физический энциклопедический словарь.
  2. Здесь использована система СГС, в системе СИ коэффициент отсутствует (см. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 374. — 688 с.)

Литература

  • Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Наука, 1977. — Т. III. Электричество. — С. 66—67. — 688 с.

dic.academic.ru

Поляризуемость что это? Значение слова Поляризуемость

Поляризуемость в Энциклопедическом словаре:

Поляризуемость — способность атомов, ионов и молекул в электрическом полеE приобретать дипольный момент p: p =?E. Коэффициент пропорциональности ?также называют поляризуемостью.

Определение слова «Поляризуемость» по БСЭ:

Поляризуемость — атомов, ионов и молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент p (см. Диполь) в электрическом поле Е. Появление p обусловлено смещением электрических зарядов в атомных системах под действием поля Е. такой индуцированный момент p исчезает при выключении поля (понятие П. не относят, как правило, к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом, например к полярным молекулам).
В относительно слабых полях зависимость p от Е линейная:
p = &alpha.Е,
где &alpha. имеет размерность объёма и является количественной мерой П. (её также называют П.). Для некоторых молекул значение П. может зависеть от направления Е (анизотропная П.). В сильных электрических полях зависимость р (Е) перестаёт быть линейной.
В формуле (1) E — электрическое поле в месте нахождения частицы — т. н. локальное поле. для изолированной частицы (например, молекулы разреженного газа) оно совпадает с внешним полем Евнеш. в жидкости или кристалле к Евнеш добавляются поля Евнутр, создаваемые окружающими данную частицу другими заряженными частицами.
При включении поля момент p появляется не мгновенно, время установления &tau. момента p зависит от природы частиц и окружающей среды. Статическому полю отвечает статическое значение П. В переменном, например изменяющемся по гармоническому закону, поле П. зависит от его частоты &omega. и времени установления &tau..
При достаточно низких &omega. и коротких &tau. момент p устанавливается синфазно с изменениями поля и П. совпадает со статической П. При очень высоких &omega. или больших &tau. момент p может вообще не возникать (частица «не чувствует» присутствия поля, П. нет).
В промежуточных случаях (особенно при &omega. &#x2245. 1/&tau.) наблюдаются явления дисперсии и поглощения.
Различают несколько видов П. Электронная П. обусловлена смещением в поле Е электронных оболочек относительно атомных ядер. ионная П. (в ионных кристаллах) — смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия. атомная П. обусловлена смещением в поле Е атомов разного типа в молекуле (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом температуры П. несколько уменьшается.
В физике твёрдых и жидких диэлектриков под П. понимают среднюю П. (поляризацию P, рассчитанную на 1 частицу и приходящуюся на единицу поля: &alpha. = P/EN, где N — число частиц). П. полярных диэлектриков называется ориентационной. Поляризация диэлектриков при скачкообразных переходах его частиц из одного возможного состояния в другое под действием поля Е можно описывать, вводя релаксационную П. Характерной особенностью этих видов П. является их резкая зависимость от температуры.
В литературе по физике диэлектриков иногда называют П. коэффициент пропорциональности &chi. между P и Е: Р = &chi. Е, т. е. диэлектрическую восприимчивость.
Понятие П. получило большое применение в физике диэлектриков, молекулярной физике и физической химии. Для относительно простых систем связь между П. и макроскопическими характеристиками вещества описывается, например для электронной П., Лоренц — Лоренца формулой или Клаузиуса — Моссотти формулой, а с учётом ориентационной П. — формулой Ланжевена — Дебая. С помощью этих (и подобных им) формул можно экспериментально определять П. Понятие П. применяется для объяснения и исследования ряда оптических явлений: поляризации света, рассеяния света, оптической активности, комбинационного рассеяния света, особенно в системах из многоатомных молекул (в частности, белков).
Лит.: Сканави Г. И., физика диэлектриков (область слабых полей), М. — Л., 1949. Фрёлих Г., Теория диэлектриков, пер. с англ., М., 1960. Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М. — Л., 1955.
А. А. Гусев.


Расскажите вашим друзьям что такое - Поляризуемость. Поделитесь этим на своей странице.

xn----7sbbh7akdldfh0ai3n.xn--p1ai

ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ - это... Что такое ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ?


ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ

атомов, ионоз, молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент ц в электрич. поле. Появление m обусловлено смещением электронов (электронная П.) и атомных ядер (атомная П.) под действием поля; такой наведенный (индуцированный) дипольный момент исчезает при выключении поля. У полярных молекул, обладающих постоянным дипольным моментом в отсутствие поля, наведенный дипольный момент векторно складывается с постоянным.

В относительно слабых полях напряженности Езависимость m от Е линейна; векторы m и Е связывает тензор b, являющийся количеств. мерой П. и наз. тензором П. В трехосной системе координат х, у, z

'

Компонента тензора ij > представляет собой величину ди-польного момента, возникающего вдоль оси i при действии электрич. поля вдоль оси j, причем ij >= ji. Тензор П. может быть представлен эллипсоидом с полуосями b1, b2, b3, равными диагональным компонентам, в такой системе координат, когда все недиагональные компоненты ij (i.j> )равны нулю.

На практике обычно пользуются двумя инвариантами тензора П.: средней П. b = (b1 + b2 + b3)/3 и молекулярной анизотропией П. g2 = [(b1 Ч b2)2 + (b2 Ч b3)2+ (b3 Ч Ч b1)2]/2. Если b1= b2 = b3, частица наз. изотропно поляризуемой. При наличии у молекулы оси симметрии третьего порядка (или более высокого) b2 = b3 и анизотропия П. g = b1 Ч b3, причем она принимается положительной для вытянутых эллипсоидов П. и отрицательной для сплюснутых. Величины bи у имеют размерность объема, порядок-10-30 м 3; в СИ учитывается электрич. постоянная e0 (ди-электрич. проницаемость вакуума) и П. имеет размерность Кл

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.

  • ПОЛЯРИЗАЦИЯ
  • ПОЛЯРИМЁТРЙЯ

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 — 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… …   Физическая энциклопедия

  • 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


dic.academic.ru