Az atomok, ionok és molekulák polarizálhatósága
; e részecskék azon képessége, hogy E elektromos térben p dipólusmomentumot vesznek fel. p megjelenése az atomi rendszerekben az elektromos töltések E hatására bekövetkező elmozdulásának köszönhető; az így indukált p momentum eltűnik, ha nincs elektromos tér. A polarizálhatóság fogalmát általában nem alkalmazzák az állandó dipólusmomentummal rendelkező részecskékre, például a poláros molekulákra. Viszonylag gyenge mezőkben a p függése az E-től lineáris:
p = αE
ahol α a polarizálhatóság mennyiségi mérőszáma, és néha magát molekuláris polarizálhatóságnak nevezik. Egyes molekulák esetében az α értéke függhet az E irányától; ezt nevezzük anizotróp polarizálhatóságnak. Erős elektromos térben a p függése E-től megszűnik lineárisnak lenni.
A fenti egyenletben E az elektromos tér a részecske helyén. Egy izolált részecske, például egy ritka gáz molekulája esetében ez egybeesik a külső mezővel. Folyadékban vagy kristályban az adott részecskét körülvevő más töltött részecskék által keltett belső mezők hozzáadódnak a külső mezőhöz.
Az elektromos mező ereje alatt a p pillanat nem azonnal jelentkezik. A p pillanat τ átmeneti ideje a részecskék és a környező közeg jellegétől függ. A polarizálhatóság statikus értéke elektrosztatikus térnek felel meg. Változó térben, például harmonikusan változó térben a polarizálhatóság az ω frekvenciától és a τ átmeneti időtől függ. Elég kis ω és elég kicsi τ esetén a p momentum a tér változásával fázisban változik, és a polarizálhatóság egybeesik a statikus polarizálhatósággal. Nagyon nagy ω vagy nagy τ esetén a p momentum egyáltalán nem is keletkezhet; a részecske nem “érzékeli” a mező jelenlétét, így nincs polarizálhatóság. Közbülső esetekben, különösen, ha ω megközelíti az 1/τ értéket, a diszperzió és az abszorpció jelenségei figyelhetők meg.
A polarizálhatóságnak több típusát különböztetjük meg. Az elektronikus polarizálhatóság az elektronhéjaknak az atommagokhoz viszonyított E térben történő elmozdulásából adódik. Az ionos polarizálhatóság (ionos kristályokban) az egyensúlyi folyamatból ellentétes előjelű ionok ellentétes irányú elmozdulásából származik. Az atomi polarizálhatóság a molekulában lévő különböző típusú atomok E térben történő elmozdulásából ered, és az elektronsűrűség aszimmetrikus eloszlásával függ össze. Az ilyen típusú polarizálhatóság hőmérsékletfüggése csekély; a hőmérséklet emelkedésével a polarizálhatóság némileg csökken.
A szilárd és folyékony dielektrikumok fizikájában a polarizálhatóságot átlagos polarizálhatóság alatt értik. Itt P az egy részecskére és egységnyi mezőre jutó polarizációt jelenti: a = P/EN, ahol N a részecskék száma. A poláris dielektrikumok polarizálhatóságát orientációs polarizálhatóságnak nevezzük. Az olyan dielektrikumok polarizációja, amelyek részecskéi elektromos tér hatására váltakozva mozognak egyik helyzetből a másikba, a relaxációs polarizálhatóság bevezetésével írható le. Az ilyen típusú polarizálhatóságra a hőmérsékletre való rendkívüli érzékenység jellemző.
A dielektrikumok fizikájával foglalkozó irodalomban a P és E-P = ΧE – azaz a dielektromos szuszceptibilitás – közötti Χ arányossági tényezőt néha polarizálhatóságnak nevezik.
A polarizálhatóság fogalma széleskörű alkalmazásra talált a dielektrikumok fizikájában, a molekulafizikában és a fizikai kémiában. Viszonylag egyszerű rendszerek esetében a polarizálhatóság és az anyag makroszkopikus jellemzői közötti kapcsolatot írják le; például az elektronikus polarizálhatóságot a Lorentz-Lorenz-egyenlet és a Clausius-Mossotti-egyenlet, az orientációs polarizálhatóságot pedig a Langevin-Debye-egyenlet írja le. Ezekkel és hasonló képletekkel lehet kísérletileg meghatározni a polarizálhatóságot. A polarizálhatóság fogalmát számos optikai hatás elemzésére és magyarázatára használják, mint például a fény polarizációja és szórása, az optikai aktivitás és a Raman-effektus, különösen a rendkívül nagy molekulákból álló rendszerekben, mint például a fehérjék.