Характеристики процесса поляризации

Рассмотрим влияние электрического поля на молекулярные диэлектрики, к которым относятся вещества, практически не имеющие свободных зарядов. Молекулярные диэлектрики подразделяются на полярные и неполярные. Полярные диэлектрики состоят из молекул (Н₂О, NH₃, SO₂, …), у которых центры "тяжести" положительных и отрицательных зарядов разделены в пространстве. Такие молекулы имеют постоянные дипольные моменты m. У неполярных диэлектриков (Н₂, О₂, СО₂, СН₄, …) постоянные дипольные моменты отсутствуют, несмотря на то, что некоторые молекулы могут иметь химические связи с дипольными моментами.

При внесении молекул в электрическое поле происходит их поляризация. Процесс перераспределения электрической плотности молекул и ориентации их дипольных моментов, происходящий под действием электрического поля, называется поляризацией. Поляризация подразделяется на деформационную и ориентационную. Деформационная поляризация обусловлена смещением в пространстве (относительно своих прежних положений) центров тяжести электронной и ядерной плотностей, поэтому она подразделяется на электронную и ядерную (атомную). Ориентационная поляризация обусловлена ориентацией в пространстве дипольных моментов структурных частиц (в молекулярных системах – молекул).

Поляризация вещества как явление характеризуется временем диэлектрической релаксации t_d, поляризуемостью молекулы a, дипольным моментом молекулы в среде р, дипольным моментом молекулы в вакууме m (m – постоянный дипольный момент), деформационным дипольным моментом р _деф, поляризованностью вещества Р, диэлектрической проницаемостью e, диэлектрической восприимчивостью c, молярной поляризацией Р_м, коэффициентом упорядоченности диполей в пространстве [ g_к, L (x) и др.], ориентирующим фактором х. Возникновение поляризации объясняется воздействием на молекулу и систему молекул электрических полей: локального F (поляризация отдельных частиц) и максвелловского Е (поляризация макроскопической системы частиц).