introduktion
dielektrisk polarisering er det udtryk, der gives til at beskrive et materiales opførsel, når et eksternt elektrisk felt påføres det. Et simpelt billede kan laves ved hjælp af en kondensator som et eksempel. Figuren nedenfor viser et eksempel på et dielektrisk materiale mellem to ledende parallelle plader. Ladningerne i materialet vil have et svar på det elektriske felt forårsaget af pladerne.
Ved hjælp af kondensatormodellen er det muligt at definere den relative permittivitet eller den dielektriske konstant af materialet ved at indstille dets relative permittivitet svarende til forholdet mellem den målte kapacitans og kapacitansen af en testkondensator, som også er lig med materialets absolutte permittivitet divideret med vakuumets permittivitet.
\
den dielektriske konstant er et vigtigt udtryk, fordi et andet udtryk kendt som den elektroniske polariserbarhed eller \(\alpha_e\) kan relateres til den dielektriske konstant. Det elektronisk polariserbarhed er et mikroskopisk polarisationsfænomen, der forekommer i alle materialer og er en af de vigtigste mekanismer, der driver dielektrisk polarisering.
for at forklare, hvordan den dielektriske konstant relaterer til et materiales elektroniske polariserbarhed, skal polariseringen eller P af et materiale bestemmes. Volumenenhed, og dens ligning er
\
hvor \(\chi\) udtrykket er kendt som den elektriske modtagelighed af materialet givet af ligningen \(\chi = \epsilon_r – 1\). Derefter bestemmes en ligning, der vedrører den relative permittivitet og den elektroniske polariserbarhed, fra at erstatte \(\epsilon_r – 1\) For \(\chi\). \ Hvor N er antallet af molekyler pr.
mens denne ligning relaterer den dielektriske konstant med den elektroniske polariserbarhed, repræsenterer den kun materialet som helhed og træder ikke i kraft det lokale felt eller det felt, der opleves af et molekyle i et dielektrisk. Dette felt er kendt som Lorentsfeltet, og ligningen til at definere dette er angivet som
\
og ved at erstatte denne værdi tilbage for det felt, der blev brugt i den foregående metode, bestemmes følgende ligning
\
denne ligning er kendt som Clausius-Mossotti ligning og er vejen til udveksling mellem den mikroskopiske egenskab ved elektronisk permittivitet og den dielektriske konstant. Ud over at kende et materiales elektroniske polariserbarhed er der også andre underfaktorer, såsom kemisk sammensætning og bindingstype, der bestemmer materialets samlede dielektriske opførsel. Imidlertid er elektronisk polarisering altid iboende i et dielektrisk materiale.
