Kokonaispolaarisuus

Kokonaispolaarisuus on fysikaalinen suure, joka kuvaa, miten helposti elektroninen pilvi järjestelmässä deformoituu ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta. Se voidaan esittää polaarisointitensorina αij, joka määrittää induoidun dipolimomentin μi = ∑j αij Ej. Isotrooppisessa tapauksessa kokonaispolaarisuus määritellään kolmen diagonaalisen komponentin keskiarvona ᾱ = (αxx + αyy + αzz)/3.

Polaarisuus koostuu useista osista: elektroninen polaarisuus kuvaa elektronipilven nopeaa deformoitumista kentän vaikutuksesta, kun taas orientaatiopolaarisuus liittyy pysyvien dipolien suuntautumiseen kentän vaikutuksesta (yleensä lämpötilan ja molekyylin liikkeiden seurauksena). Molekyylit ja kiinteät aineet voivat osoittaa sekä isotrooppia että anisotrooppista polaarisuutta, ja kokonaispolaarisuus heijastaa näiden tekijöiden yhteisvaikutusta.

Ilmaiseminen ja mittaaminen: Kokonaispolaarisuutta voidaan arvioida sekä kokeellisesti että teoreettisesti. Kokeellisesti sitä voidaan lähestyä refraktiokertoimen tai dielektrisen vakion kautta Lorentz-Lorenzin relaation avulla, tai Starkin spektraalisen menetelmän avulla. Teoreettisesti αij-tensor voidaan laskea kvanttimekaanisesti eri menetelmillä (HF, DFT, MP2, CCSD). Yleisimmät yksiköt ovat ų molekyyliä kohden, mutta SI-yksiköitä kuten F m² tai C m² V⁻¹ käytetään tietyissä konteksteissa.

Merkitys: Kokonaispolaarisuudella on keskeinen rooli optisissa ja dielektrisissä ominaisuuksissa, kuten refraktiivisuudessa ja lineaarisessa sekä epälineaarisessa optiikassa, sekä van der Waals -dispersion-vuorovaikutuksissa. Sen arvoa käytetään myös materiaalien, kemiallisen koostumuksen ja spektroskopian tutkimuksessa.