0302

sprężystym. Wartość momentu dipolowego dipola sprężystego proporcjonalna jest do natężenia pola elektrycznego

=    17.5

gdzie: a — polaryzowalność atomu.

Wartość polaryzacji deformacyjnej dielektryka jest iloczynem liczby atomów w jednostce objętości «₀ i momentu dipolowego p, atomu, czyli

17.6

P = n₀p_e = n₀<x E

Równanie to napisaliśmy skalarnie, bowiem wszystkie momenty dipoli indukowanych są równolegle do pola.

W ciałach, zbudowanych wyłącznie z pojedynczych atomów, występuje wyłącznie polaryzacja elektronowa. W dielektrykach cząsteczkowych zachodzi polaryzacja atomowa, związana z deformacją całych cząsteczek.

Wartość momentu dipolowego cząsteczki wyraża się tym samym wzorem (17.6) co momentu dipolowego atomu, z tym, że a będzie tu polaryzowalnością deformacyjną cząsteczki. W związku z tym polaryzowalność a może być polaryzowalnością elektronową a_e lub atomową «₀. Suma a„ ~ a_a = a_d jest polaryzowalnością deformacyjną.

Między przenikalnością elektryczną dielektryka niepolarnego (wielkość makroskopowa) i polaryzowalnością cząsteczki (wielkość mikroskopowa) zachodzi związek Clausiusa--Mossottiego

17.7

e_r— 1    1

e_r+2    3 ”^0<Xrf

Polaryzacja deformacyjną jest podstawowym mechanizmem polaryzacji dielektryka w polach zmiennych o bardzo wysokiej częstotliwości, zwłaszcza w zakresie częstotliwości odpowiadających światłu. Przy tak dużych częstotliwościach polaryzacja orientacyjna i jonowa wystąpić nie mogą. W polach stałych i zmiennych o niskiej częstotliwości, średnia wartość momentu dipolowego polaryzacji orientacyjnej i deformacyjnej wynosi

gdzie: Pc„ — trwały moment dipolowy cząsteczki.

Między okładkami kondensatora płaskiego, naładowanego ładunkiem Q o gęstości Q

powierzchniowej a = — zostaje wytworzone pole elektryczne, w przybliżeniu jedno-

O

rodne, o natężeniu E (ryc. 17.4). Indukcja tego pola w próżni wynosi D₀ = e₀E = a. Wprowadzony do tego pola dielektryk ulega spolaryzowaniu, w wyniku czego na. jego przeciwległych powierzchniach pojawiają się ładunki polaryzacyjne o gęstości powierzchniowej a' — P, a indukcja pola w dielektryku wynosi

D = e_rD₀ = e_re₀£

Różnica indukcji w kondensatorze z dielektrykiem i bez dielektryka pochodzi od polaryzacji dielektryka i równa się

P=D-D₀    17.9

308