Polariserbarhet

Polariserbarhet, eller polarizability, är en fysikalisk egenskap som beskriver hur lätt elektronmolnet hos en atom, molekyl eller ett material deformeras av ett externt elektriskt fält. När ett fält appliceras induceras ett dipolmoment μ i systemet, vilket i första ordningen kan skrivs som μ = α · E, där α är polariserbarhetstensor och E är det externa fältets styrka. För isotropa (sphericalt symmetriska) system är α en scalär, medan anisotropa molekyler har en 3×3-tensor med olika komponenter längs olika axlar.

Polariserbarhet är grunden för många dielektriska egenskaper och styr hur ett ämne svarar i elektriska fält. Den statiska polariserbarheten α0 är kopplad till dielektricitetskonstanten och refraktiva egenskaper hos flytande eller gasformiga ämnen via relationer som Lorentz–Lorenz-ekvationen (eller Clausius–Mandel relationen i vissa sammanhang). Denna koppling gör att polariserbarhet ofta används för att uppskatta vad ett ämne blir polarisationsbart i ljusfält och hur starka van der Waals-krafter det uppvisar.

Polariserbarhet är frekvensberoende; α skrivs ofta som α(ω) när man behandlar dynamisk polarisation vid olika ljussfrekvenser. Generellt ökar polariserbarheten med antalet valenselektroner och med elektronernas delokalisation, särskilt i konjugerade eller metalliska system. Mätningar sker via refraktometri, dielektrisk spektroskopi eller kvantkemiska beräkningar, där värden hämtas från data om refraktans, densitet och elektriska svar vid olika frekvenser.

Polariserbarhet är viktigt inom kemi, fysik och materialvetenskap eftersom den påverkar molekylär interaktion, uppbyggnad av materialen med hög permittivitet och optiska responsfunktioner.