Introducere
polarizarea dielectrică este termenul dat pentru a descrie comportamentul unui material atunci când se aplică un câmp electric extern. O imagine simplă poate fi făcută folosind un condensator ca exemplu. Figura de mai jos prezintă un exemplu de material dielectric între două plăci paralele conductoare. Încărcările din material vor avea un răspuns la câmpul electric cauzat de plăci.
folosind modelul condensatorului, este posibil să se definească permitivitatea relativă sau constanta dielectrică a materialului prin setarea permitivității sale relative echivalente cu raportul dintre capacitatea măsurată și capacitatea unui condensator de testare, care este, de asemenea, egală cu permitivitatea absolută a materialului împărțită la permitivitatea vidului.
\
constanta dielectrică este un termen important, deoarece un alt termen cunoscut sub numele de polarizabilitate electronică sau \(\alpha_e\) poate fi legat de constanta dielectrică. Polarizabilitatea electronică este un fenomen de polarizare microscopică care apare în toate materialele și este unul dintre principalele mecanisme care conduce polarizarea dielectrică.
pentru a explica modul în care constanta dielectrică se raportează la polarizabilitatea electronică a unui material, ar trebui determinată polarizarea sau P a unui material. Polarizarea unui material este definită ca momentul dipol total pe unitatea de volum, iar ecuația sa este
\
unde termenul \(\chi\) este cunoscut ca susceptibilitatea electrică a materialului dată de ecuația \(\chi = \epsilon_r – 1\). Apoi, de la substituirea \(\epsilon_r-1\) Pentru \(\chi\), se determină o ecuație care raportează permitivitatea relativă și polarizabilitatea electronică. \ Unde N este numărul de molecule pe unitate de volum.
în timp ce această ecuație raportează constanta dielectrică cu polarizabilitatea electronică, ea reprezintă doar materialul în ansamblu și nu ia în aplicare câmpul local sau câmpul experimentat de o moleculă într-un dielectric. Acest câmp este cunoscut sub numele de câmpul Lorentz, iar ecuația pentru a defini acest lucru este dată ca,
\
și prin înlocuirea acestei valori înapoi pentru câmpul utilizat în metoda anterioară, următoarea ecuație este determinată
\
această ecuație este cunoscută sub numele de ecuația Clausius-Mossotti și este modalitatea de a schimba între proprietatea microscopică a permitivității electronice și constanta dielectrică. Pe lângă cunoașterea polarizabilității electronice a unui material, există și alți sub-factori, cum ar fi compoziția chimică și tipul de legătură care determină comportamentul dielectric total al unui material. Cu toate acestea, polarizarea electronică este întotdeauna inerentă unui material dielectric.
