Основы диэлектрической спектроскопии. Гусев Ю.А. - 15 стр.

                             1.4.1. Электронная поляризация

     Под действием электрического поля электронные облака атомов и молекул
смещаются относительно положения ядер на расстояния, меньшие размеров атомов или
молекул. Атомы и молекулы при этом поляризуются в электрическом поле, приобретая
индуцированные дипольные моменты, пропорциональные напряженности
локального поля, в котором они находятся. Такая поляризация называется электронной.
Электронная поляризация диэлектрика устанавливается за время порядка 10-15 с, т.е.
характерной особенностью электронной поляризации является ее малая
инерционность. Такая поляризация происходит практически мгновенно при включении
электрического поля и отслеживает быстрые колебания его величины вплоть до частот
порядка 1015 Гц. Электронная поляризация имеет место во всех без исключения
диэлектриках. Электронная поляризуемость сферического объема, заполненного
диэлектриком может быть определена равенством

                              α e = 4π r 3 .       (1.33)

где r — радиус сферы.
      По порядку величины электронная поляризуемость равна 10-29 м3.


                               1.4.2. Атомная поляризация

      Атомная поляризация наблюдается у гетероатомных молекул, в которых в
результате     различной      электроотрицательности        атомов     произошло
перераспределение электронной плотности. В молекулах, состоящих из атомов
различных элементов, электроны внешних оболочек перераспределяются между
атомами, смещаясь в направлении атомов с более сильными связями. В результате
такого перераспределения электронов их суммарный заряд на одних атомах
становится избыточным по сравнению с зарядом ядра, а на других недостаточным.
Этот заряд называют эффективным зарядом. Суммарное значение эффективных зарядов
всех атомов молекулы равно нулю.
      Итак, под действием электрического поля происходит смещение атомов с
отличными от нуля эффективными зарядами на них относительно друг друга.
Изменяются межъядерные расстояния, и возрастает плечо диполя. Появляется тем
самым индуцированный дипольный момент, который и обусловливает атомную
поляризацию. Атомная поляризуемость равна 10-30 м3, что на порядок меньше, нежели
электронная поляризуемость. Относительно меньше и скорость установления
атомной (иногда ее называют еще ионной) поляризации, т. е. сравнительно велико
время ее установления. На высоких частотах, соответствующих видимой и
ультрафиолетовой частям оптического диапазона, эту составляющую уже можно не
принимать во внимание.
      Для не слишком высоких температур, когда электронную плотность и,
соответственно, межатомные силы можно считать постоянными, электронная и
атомная поляризуемости не зависят от температуры. Оба эффекта обусловлены
деформациями электронно-ядерной системы под действием электрического поля, и их
сумма называется деформационной поляризуемостью (случай "квазиупругих" диполей):

                            αd = αe + αa       .     (1.34)




                                                                                 15