«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 Е_внеш;в жидкости или кристалле к Е_внеш добавляются поля Е_внутр, 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 = χЕ, 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.

ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ - способность атомов, ионов и молекул в электрическом поле E приобретать дипольный момент p: p =?E. Коэффициент пропорциональности ? также называют поляризуемостью.

polarizability

chargeability, polarizability

f.polarizability; поляризуемость диэлектрика, electric susceptibility

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).

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.