polarizace

Polarizace je schopnost systému reagovat na vnější elektrické pole změnou rozložení elektrického náboje a vzniku indukovaného dipólu. U atomů a molekul jde o dočasné vychýlení elektronového oblouku vůči jádrům, které se projeví jako vznik magnetické vrstvy dipólu bez změny celkového náboje. Polarizace je klíčovým jevem v elektřině, optice a chemii.

Existují různé typy polarizace. Elektronová polarizace popisuje deformaci elektronového obalu při krátkých časech. Iontová polarization zahrnuje posun iontů v krystalické mřížce, orientační polarization vzniká usměrněním trvalých dipólů v látce. Vlastní rozlišování bývá dle frekvence vnějšího pole: statická (ω = 0) a dynamická polarizace (ω > 0), která se mění s frekvencí a může být komplexní.

Matematicky se pro isotropní systém indukovaný dipól p vztahuje k rozkladu elektrického pole E podle p = α E, kde α je polarizabilita. Jednotky α bývají v SI C·m^2/V (nebo v literatuře často Å^3). Dynamická polarizabilita α(ω) je funkcí frekvence a bývá komplexní, což vyjadřuje fázi posunu a útlum.

Na makroskopické úrovni souvisí polarizace s permitivitou a indexem lomu. Lorentz–Lorenzova (nebo Clausius–Mossotti) rovnice spojuje α s dielektrickou konstantou εr a s dorozumívacími vlastnostmi látky. Polarizace se měří experimenteálně refraktometricky, spektroskopicky a pomocí Starkovy elektrostatické metody; v teoretické chemii a fyzice se počítá metodami response theory a sum-over-states.

Příklady: vzduch a vzácné plyny mají relativně malé polarizace, těžší prvky a polárnější molekuly vykazují vyšší polarizovatelnost. Polarizace je důležitá pro pochopení optických vlastností, interakcí světla s materiály a návrh dielektrik a materiálů pro nonlinární optiku.