Polariserbarhet
av atomer, joner och molekyler; förmågan hos dessa partiklar att förvärva ett dipolmoment p i ett elektriskt fält E. Uppkomsten av p beror på förskjutningen av elektriska laddningar i atomära system under påverkan av E; det moment p som på så sätt induceras försvinner när inget elektriskt fält är närvarande. Begreppet polariserbarhet tillämpas i allmänhet inte på partiklar som har ett permanent dipolmoment, t.ex. polära molekyler. I relativt svaga fält är p:s beroende av E linjärt:
p = αE
där α är ett kvantitativt mått på polariserbarhet och kallas ibland själv för molekylär polariserbarhet. För vissa molekyler kan värdet av α bero på E:s riktning; detta kallas anisotropisk polarisabilitet. I starka elektriska fält upphör beroendet av p på E att vara linjärt.
I ekvationen ovan är E det elektriska fältet på partikelns plats. För en isolerad partikel, t.ex. en molekyl i en förtunnad gas, sammanfaller det med det yttre fältet. I en vätska eller kristall läggs de inre fält som genereras av andra laddade partiklar som omger den givna partikeln till det yttre fältet.
Under kraften av ett elektriskt fält uppträder inte momentet p ögonblickligen. Övergångstiden τ för momentet p beror på partiklarnas och det omgivande mediets beskaffenhet. Ett statiskt värde på polariserbarheten motsvarar ett elektrostatiskt fält. I ett variabelt fält, t.ex. ett harmoniskt varierande fält, är polariserbarheten beroende av frekvensen ω och övergångstiden τ. För tillräckligt lågt ω och tillräckligt litet τ ändras momentet p i fas med fältvariationen, och polariserbarheten sammanfaller med den statiska polariserbarheten. För mycket höga ω eller stora τ kanske momentet p inte uppstår alls; partikeln ”känner” inte närvaron av fältet, så det finns ingen polariserbarhet. I mellanliggande fall, särskilt när ω närmar sig 1/τ, observeras fenomenen dispersion och absorption.
Det görs en distinktion mellan flera typer av polariserbarhet. Elektronisk polarisabilitet beror på förskjutningen i ett fält E av elektronernas höljen med avseende på atomkärnor. Jonisk polarisabilitet (i joniska kristaller) härrör från förskjutningen av joner med motsatt tecken från jämviktsprocessen och i motsatta riktningar. Atomär polarisabilitet beror på förskjutningen i ett fält E av atomer av olika typer i en molekyl och är relaterad till den asymmetriska fördelningen av elektrontätheten. Temperaturberoendet för dessa typer av polariserbarhet är svagt; när temperaturen stiger minskar polariserbarheten något.
I fysiken för fasta och flytande dielektriker förstås polariserbarhet som medelpolariserbarhet. Här representerar P polarisationen per partikel och per fältenhet: a = P/EN, där N är antalet partiklar. Polariserbarheten hos polära dielektriker kallas orienteringspolariserbarhet. Polarisationen hos dielektriker vars partiklar rör sig växelvis från ett läge till ett annat under påverkan av ett elektriskt fält kan beskrivas genom att införa relaxationspolariserbarhet. Extrem temperaturkänslighet är ett karakteristiskt drag för dessa typer av polariserbarhet.
I litteraturen om dielektriskas fysik kallas proportionalitetsfaktorn Χ mellan P och E-P = ΧE – dvs. den dielektriska susceptibiliteten – ibland för polariserbarhet.
Begreppet polariserbarhet har funnit en omfattande tillämpning inom dielektriskas fysik, molekylärfysik och fysikalisk kemi. För relativt enkla system beskrivs förhållandet mellan polariserbarhet och ett ämnes makroskopiska egenskaper; för elektronisk polariserbarhet beskrivs det till exempel med Lorentz-Lorenz-formeln och Clausius-Mossotti-ekvationen, och för orienteringspolariserbarhet med Langevin-Debye-formeln. Med hjälp av dessa och liknande formler är det möjligt att experimentellt bestämma polariserbarheten. Begreppet polariserbarhet används för att analysera och förklara ett antal optiska effekter, t.ex. polarisation och spridning av ljus, optisk aktivitet och Ramaneffekten, särskilt i system som består av extremt stora molekyler, t.ex. proteiner.