Polarizovatelnost
atomů, iontů a molekul; schopnost těchto částic nabývat dipólového momentu p v elektrickém poli E. Vznik p je způsoben posunem elektrických nábojů v atomárních systémech pod vlivem E; takto vyvolaný moment p zaniká, pokud není přítomno elektrické pole. Pojem polarizovatelnosti se obecně nepoužívá u částic s trvalým dipólovým momentem, jako jsou polární molekuly. V relativně slabých polích je závislost p na E lineární:
p = αE
kde α je kvantitativní míra polarizovatelnosti a někdy se sama nazývá molekulární polarizovatelnost. U některých molekul může hodnota α záviset na směru E; to se nazývá anizotropní polarizovatelnost. V silných elektrických polích přestává být závislost p na E lineární.
V uvedené rovnici je E elektrické pole v místě částice. Pro izolovanou částici, jako je molekula řídkého plynu, se shoduje s vnějším polem. V kapalině nebo krystalu se k vnějšímu poli přidávají vnitřní pole generovaná ostatními nabitými částicemi obklopujícími danou částici.
Pod vlivem elektrického pole se moment p neobjeví okamžitě. Doba přechodu τ momentu p závisí na povaze částic a okolního prostředí. Statická hodnota polarizovatelnosti odpovídá elektrostatickému poli. V proměnném poli, například v harmonicky se měnícím poli, závisí polarizovatelnost na frekvenci ω a době přechodu τ. Pro dostatečně nízké ω a dostatečně malé τ se moment p mění ve fázi se změnou pole a polarizovatelnost se shoduje se statickou polarizovatelností. Pro velmi vysoké ω nebo velké τ nemusí moment p vůbec vzniknout; částice „necítí“ přítomnost pole, takže polarizovatelnost neexistuje. Ve středních případech, zejména když se ω blíží 1/τ, se pozorují jevy disperze a absorpce.
Rozlišuje se několik typů polarizovatelnosti. Elektronická polarizovatelnost je způsobena posunem elektronových obalů v poli E vzhledem k atomovým jádrům. Iontová polarizovatelnost (v iontových krystalech) vyplývá z posunu iontů opačných znamének od rovnovážného procesu a v opačných směrech. Atomová polarizovatelnost je způsobena posunem v poli E atomů různých typů v molekule a souvisí s asymetrickým rozložením elektronové hustoty. Teplotní závislost těchto typů polarizovatelnosti je mírná; s rostoucí teplotou polarizovatelnost poněkud klesá.
Ve fyzice pevných a kapalných dielektrik se polarizovatelnost chápe jako střední polarizovatelnost. Zde P představuje polarizaci na částici a na jednotku pole: a = P/EN, kde N počet částic. Polarizovatelnost polárních dielektrik se nazývá orientační polarizovatelnost. Polarizaci dielektrik, jejichž částice se pod vlivem elektrického pole střídavě pohybují z jedné polohy do druhé, lze popsat zavedením relaxační polarizovatelnosti. Charakteristickým rysem těchto typů polarizovatelnosti je extrémní citlivost na teplotu.
V literatuře o fyzice dielektrik se faktor úměrnosti Χ mezi P a E-P = ΧE – tj. dielektrická susceptibilita – někdy nazývá polarizovatelnost.
Pojmem polarizovatelnosti se široce zabývá fyzika dielektrik, molekulová fyzika a fyzikální chemie. Pro relativně jednoduché systémy je popsán vztah mezi polarizovatelností a makroskopickými vlastnostmi látky; například pro elektronickou polarizovatelnost je popsán Lorentzovým-Lorenzovým vzorcem a Clausiovou-Mossottiho rovnicí a pro orientační polarizovatelnost Langevinovým-Debyeovým vzorcem. Pomocí těchto a podobných vzorců je možné polarizovatelnost experimentálně určit. Pojem polarizovatelnosti se používá k analýze a vysvětlení řady optických jevů, jako je polarizace a rozptyl světla, optická aktivita a Ramanův jev, zejména v systémech sestávajících z extrémně velkých molekul, jako jsou proteiny.
.