Кіріспе
Электр өрісіне түскен заттың электр диполь моментін қабылдауға бейімділігі. Поляризациялану көбінесе заттың электр өрісіне түскен кезде, сол өріске пропорционалды түрде электр диполь моментін қабылдау бейімділігін білдіреді. Бұл электр заряды бар бөлшектердің қасиеті. Электр өрісінің әсерінен теріс зарядталған электрондар мен оң зарядталған атом ядролары қарама-қарсы күштерге ұшырап, зарядтың бөлінуіне себеп болады. Поляризациялану материалдың диэлектрлік тұрақтылығына және жоғары (оптикалық) жиіліктерде оның жарық сыну көрсеткішіне жауап береді. Атомның немесе молекуланың поляризациялану қабілеті – оның туындаған диполь моментінің жергілікті электр өрісіне қатынасы ретінде анықталады; кристаллды қатты денеде бірлік жасушаға шаққандағы диполь моменті қарастырылады. Молекула көретін жергілікті электр өрісі, әдетте, сырттан өлшенетін макроскопиялық электр өрісінен өзгеше екенін ескеру керек. Бұл айырмашылық Клаузиус-Моссотти қатынасымен (төменде) ескеріледі, ол заттың жалпы мінез-құлқын (электрлік сезімталдыққа сәйкес сыртқы электр өрісінен туындаған поляризация тығыздығын) жергілікті өріске байланысты молекулалық поляризациямен байланыстырады. Магниттік поляризацияланушылық сыртқы магнит өрісіне пропорционалды түрде магниттік диполь моментінің пайда болу бейімділігін білдіреді. Электрлік және магниттік поляризациялар сыртқы өрістерге жауап ретінде байланысқан жүйенің (мысалы, молекула немесе кристалл) динамикалық реакциясын анықтайды және молекуланың ішкі құрылымы туралы мәліметтер береді. "Поляризациялануды" атомның, молекуланың немесе заттың ішкі магниттік немесе электрлік диполь моментімен шатастыруға болмайды; олар сыртқы өрістің болуына тәуелді емес.
Polarizability usually refers to the tendency of matter, when subjected to an electric field, to acquire an electric dipole moment in proportion to that applied field. It is a property of particles with an electric charge. When subject to an electric field, the negatively charged electrons and positively charged atomic nuclei are subject to opposite forces and undergo charge separation. Polarizability is responsible for a material's dielectric constant and, at high (optical) frequencies, its refractive index. The polarizability of an atom or molecule is defined as the ratio of its induced dipole moment to the local electric field; in a crystalline solid, one considers the dipole moment per unit cell. Note that the local electric field seen by a molecule is generally different from the macroscopic electric field that would be measured externally. This discrepancy is taken into account by the Clausius–Mossotti relation (below) which connects the bulk behaviour (polarization density due to an external electric field according to the electric susceptibility ) with the molecular polarizability due to the local field. Magnetic polarizability likewise refers to the tendency for a magnetic dipole moment to appear in proportion to an external magnetic field. Electric and magnetic polarizabilities determine the dynamical response of a bound system (such as a molecule or crystal) to external fields, and provide insight into a molecule's internal structure. "Polarizability" should not be confused with the intrinsic magnetic or electric dipole moment of an atom, molecule, or bulk substance; these do not depend on the presence of an external field.
Кристаллографияда қолдану
Жоғарыдағы матрица молярлық рефрактивтілік теңдеуімен және басқа деректермен бірге кристаллография үшін тығыздық деректерін алуға қолданылуы мүмкін. Әрбір поляризациялау өлшемі, оған сәйкес келетін сыну индексімен бірге, кристалдағы молекулалық үйілудің нақты үш өлшемді бағалауын жасауға мүмкіндік беретін бағытқа тәндік тығыздық береді. Бұл қатынасты алғаш рет Линус Полинг байқаған. Сонда жергілікті өрісті ішкі өрістің үлесінсіз макроскопиялық өріс деп анықтауға болады: Поляризация макроскопиялық өріске пропорционалды, мұнда ε – электрлік өтімділік тұрақтысы, ал χ – электрлік сезімталдық. Осы пропорционалдылықты пайдаланып, біз поляризацияны анықтауда қолданылатын жергілікті өрісті табамыз, және екі шартты да бір-біріне тең қойып, ε шартты жоюға болады, сонда бізге келесі теңдеу шығады:
The polarization is proportional to the macroscopic field by where is the electric permittivity constant and is the electric susceptibility. Using this proportionality, we find the local field as which can be used in the definition of polarization
and simplified with to get These two terms can both be set equal to the other, eliminating the term giving us
We can replace the relative permittivity with refractive index , since for a low pressure gas. The number density can be related to the molecular weight and mass density through , adjusting the final form of our equation to include molar refractivity:
This equation allows us to relate bulk property (refractive index) to the molecular property (polarizability) as a function of frequency.
Біз салыстырмалы өтімділікті сыну индексімен алмастыра аламыз, себебі төмен қысымды газ үшін n² ≈ ε. Сандық тығыздық молекулалық салмақ M және массалық тығыздық ρ арқылы байланыстырылуы мүмкін, яғни N = ρM/m, бұл теңдеудің соңғы түрін молярлық рефрактивтілікпен есептеу үшін түзетуге мүмкіндік береді:
The polarization is proportional to the macroscopic field by where is the electric permittivity constant and is the electric susceptibility. Using this proportionality, we find the local field as which can be used in the definition of polarization
and simplified with to get These two terms can both be set equal to the other, eliminating the term giving us
We can replace the relative permittivity with refractive index , since for a low pressure gas. The number density can be related to the molecular weight and mass density through , adjusting the final form of our equation to include molar refractivity:
This equation allows us to relate bulk property (refractive index) to the molecular property (polarizability) as a function of frequency.
Бұл теңдеу бізге жиынтық қасиетті (сыну индексін) молекулалық қасиетке (поляризациялауға) жиіліктің функциясы ретінде байланыстыруға мүмкіндік береді.
The polarization is proportional to the macroscopic field by where is the electric permittivity constant and is the electric susceptibility. Using this proportionality, we find the local field as which can be used in the definition of polarization
and simplified with to get These two terms can both be set equal to the other, eliminating the term giving us
We can replace the relative permittivity with refractive index , since for a low pressure gas. The number density can be related to the molecular weight and mass density through , adjusting the final form of our equation to include molar refractivity:
This equation allows us to relate bulk property (refractive index) to the molecular property (polarizability) as a function of frequency.
Үдемелілік
Жалпы, поляризация электрон бөлшектерінің көлемі ұлғайған сайын артады. Сондықтан, периодтық жүйедегі қатарларда поляризация солдан оңға қарай кемиді.
Магниттік поляризациялану
Нуклондардың спиндік өзара әрекеттесуімен анықталатын магниттік поляризацияланушылық деутерон мен адрон үшін маңызды параметр болып табылады. Атап айтқанда, нуклондардың тензорлық поляризациялануын өлшеу спинге тәуелді ядролық күштер туралы маңызды мәліметтер береді. Спин амплитудалары әдісі спин динамикасын оңай сипаттау үшін кванттық механика формализмін қолданады. Спині S ≥ 1 бөлшектердің/ядролардың векторлық және тензорлық поляризациясы бірлік поляризациялық вектормен және поляризациялық тензор P` арқылы сипатталады. Бөлшектердің/ядролардың спинімен поляризациясын толық сипаттау үшін үш немесе одан да көп спин матрицаларының көбейтіндісінен құралған қосымша тензорлар ғана қажет.