분극률

분극성은 일반적으로 물질이 전기장에 노출되었을 때 인가된 전기장에 비례하여 전기 쌍극자 모멘트를 획득하는 경향을 말합니다.물질이 전하를 가진 소립자, 즉 양성자와 전자로 구성되어 있다는 것을 고려하면, 그것은 모든 물질의 특성이다.음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 원자핵은 서로 반대되는 힘을 받아 전하 분리를 거친다.편광성은 물질의 유전율 및 높은 주파수(광학)에서는 굴절률의 원인이 됩니다.

원자 또는 분자의 분극성은 국소 전기장에 대한 유도 쌍극자 모멘트의 비율로 정의된다. 결정성 고체에서는 단위 ^[1]셀당 쌍극자 모멘트를 고려한다.분자가 볼 수 있는 국소 전기장은 일반적으로 외부에서 측정되는 거시 전기장과는 다르다.이 차이는 클라우시우스에 의해 고려되었다.–부피 거동( $\chi =\varepsilon _{r}-1$ θ $\chi =\varepsilon _{r}-1$ θ $\chi =\varepsilon _{r}-1$ - $\chi =\varepsilon _{r}-1$ 1 { $displaystyle \chi$ = \ $varepsilon$ _ ${r}-1$ 과 국소장에 의한 분자 $(\displaystyle \alpha$ })를 $\alpha$ 연결하는 모소티 관계(mossoti relation)

자기편광률도 마찬가지로 자기쌍극자 모멘트가 외부 자기장에 비례하여 나타나는 경향을 말합니다.전기 및 자기 편광성은 외부 장에 대한 결합 시스템의 동적 반응을 결정하고 분자의 내부 ^[2]구조에 대한 통찰력을 제공합니다."분극성"은 원자, 분자 또는 부피 물질의 고유 자기 또는 전기 쌍극자 모멘트와 혼동해서는 안 된다. 이러한 모멘트는 외부 장의 존재에 의존하지 않는다.

전기 분극률

정의.

전기 분극성은 원자나 분자의 전자 구름과 같은 전하 분포가 외부 전기장에 의해 정상 형태에서 왜곡되는 상대적 경향입니다.

등방성 매체의 $\alpha$ 는 $\alpha$ 이 $\alpha$ 쌍극자 ^[3]모멘트를 생성하는 ${\boldsymbol {E}}$ E(\ $displaystyle\boldsymbol {P})$ 에 $\boldsymbol{E}$ 대한 원자의 유도 쌍극자 ${\boldsymbol {p}}$ p(\ $displaystyle\boldsymbol$ {p $})$ 의 ${\boldsymbol {p}}$ 비율로 정의된다.

\alpha = flac {\boldsymbol {p}} {\boldsymbol {E}}

분극률의 SI 단위는²⁻¹ C·m²·V = A·s⁴·kg이며⁻¹, CGS 단위는³ cm이다.일반적으로 이는 cgs 단위로 소위 분극률 부피로 표현되며, 때로는 ö = 10⁻²⁴³ cm로³ 표현되기도 한다.다음과 같이 SI 단위( ${\displaystyle$ \alpha $\alpha$ )에서 cgs 단위( ${\$ 로 변환할 수 있습니다.

\alpha '(\mathrm {cm} ^{3})={\frac {10^{6}}{4\pi \varepsilon _{0}}}\alpha (\mathrm {C} \cdot \mathrm {m} ^{2}\cdot \mathrm {V} ^{-1})={\frac {10^{6}}{4\pi \varepsilon _{0}}}\alpha (\mathrm {F} \cdot \mathrm {m} ^{2})

} \cdot

\

mathrm {m} ^{

2}

\alpha '(\mathrm {cm} ^{3})={\frac {10^{6}}{4\pi \varepsilon _{0}}}\alpha (\mathrm {C} \cdot \mathrm {m} ^{2}\cdot \mathrm {V} ^{-1})={\frac {10^{6}}{4\pi \varepsilon _{0}}}\alpha (\mathrm {F} \cdot \mathrm {m} ^{2})

8 8.988¹⁵ ×

\alpha (\mathrm {F} \cdot \mathrm {m} ^{2})

×

α

(

F

\alpha (\mathrm {F} \cdot \mathrm {m} ^{2})

m

\alpha (\mathrm {F} \cdot \mathrm {m} ^{2})

2 ) {

displaystyle \alpha

( \

mathrm

{

F

} \

cdot

\

mathrm

{ m } ^

{

2} }

여기서 $\varepsilon _{0}$ 0 \ $displaystyle$ \ $varepsilon$ _ { $0$ 진공 유전율은 ~ 8.854 × 10⁻¹² (F/m)입니다.cgs 단위의 편광 부피가 α $′$ {\ $displaystyle \alpha '$ 로 $\alpha '$ 표시될 경우, 관계는 일반적으로 (SI로) α $=$ $\alpha =4\pi \varepsilon _{0}\alpha '$ $\alpha =4\pi \varepsilon _{0}\alpha '$ $\alpha =4\pi \varepsilon _{0}\alpha '$ 0 $α$ { $displaystyle \alpha$ = 4 $\pi \varepsilon$ _{0 $\alpha =4\pi \varepsilon _{0}\alpha '$ alpha $'$ 로 표현될^[4] 수 있다.

개별 입자의 분극성은 Clausius-Mossotti 관계에 의한 매체의 평균 전기 감수성과 관련이 있다.

R=displaystyle \leftfrac {4\pi }{3}}\right)N_{a}\alpha _{c}=\leftfrac {M}{p}\right}\left({\frac {varepsilon _{\mathrm {r}}-1}{\varepsilon _{\mathrm {r}+2}}\right)}

여기서 R = 몰 굴절률, $N_{a}$ a {\ $displaystyle N_{a}$ = $N_{a}$ Avogadro의 $\alpha _{c}$ , $α$ c {\ $displaystyle$ \ $alpha _{$ c}} = $\alpha _{c}$ 전자 편광률, p = 분자 밀도, M = 몰 질량, $\varepsilon _{r}=\epsilon /\epsilon _{0}$ $\varepsilon _{r}=\epsilon /\epsilon _{0}$ = $\varepsilon _{r}=\epsilon /\epsilon _{0}$ = $\varepsilon _{r}=\epsilon /\epsilon _{0}$ / = \ $varepsilon$ \{ $displaystyle$ \valon $\r$ } / }c 상수(광학에서는 굴절률의 제곱).

이방성 또는 비구면 매체의 편광성은 일반적으로 스칼라량으로 나타낼 수 없다.α $(\displaystyle \alpha)$ 를 $\alpha$ 스칼라로 정의하는 $\alpha$ 은 적용된 전기장이 필드에 평행한 편광 성분만 유도할 수 있다는 것과 x, y(\ $displaystyle$ x $,y$ $및$ z(\ $displaystyle$ z $)$ 방향이 $z$ 적용된 전기장에 동일한 $x,y$ 으로 반응한다는 것을 의미합니다. $x$ 를 들어 x $(\displaystyle$ x) 방향의 $x$ 전계에서는 ${\boldsymbol {p}}$ (\displaystyle { $p})$ 의 $x$ ${\boldsymbol {p}}$ x(\ $displaystyle$ x $)$ 컴포넌트만 생성할 수 있습니다.또, 같은 전계가y(\ $displaystyle$ y) $y$ 으로 $y$ 적용되었을 경우, 유도 편파는 같은 크기이지만, 에 표시됩니다.p의 ${\boldsymbol {p}}$ y ${\boldsymbol {p}}$ ${$ $displaystyle y$ 성분 $y$ . 많은 결정성 재료는 다른 재료보다 편광하기 쉬운 방향을 가지며, 일부는 가해진 전기장과^{[citation needed]} 수직인 방향으로 편광되기도 하며, 비구면체에서도 같은 현상이 $발생$ 합니다.이런 종류의 이방성을 가진 분자와 물질은 광학적으로 활성화되거나 빛의 선형 복굴절을 보인다.

텐서

이방성 매체를 설명하기 위해 편광도 순위 2 텐서 $3\times 3$ 3 × $3\times 3$ { $디스플레이 스타일$ 3 $\times$ 3 $}$ $\alpha$ α {{ $디스플레이$ 스타일 \alpha $}$ 를 $\alpha$ 정의한다.

(\displaystyle \mathbb {alpha } = displaystyle {bmatrix}\alpha _{xx}\alpha _{x}\alpha _{xz}\alpha _{y}\alpha _{yz}\alpha _{y}\ala _{y}\alpha _{y}\alpha _{y}\alpha _{y}\ala _{x}\ala _{x}\ala _{x}\ala _{x}\ala _{

다음을 실현합니다.

{p}=\mathbb {alpha} {\boldsymbol {E}

적용된 전기장과 평행한 반응을 설명하는 요소는 대각선을 따르는 요소이다.여기서 $α$ y $\alpha _{yx}$ {\displaystyle \ $alpha$ _ ${yx}$ 의 $\alpha _{yx}$ 큰 값은 x{\ $displaystyle$ x $}$ $x$ 으로 $x$ 인가되는 전계가 y{\ $displaystyle$ y $}$ $y$ 으로 $y$ 재료를 강하게 편광한다는 것을 의미합니다.균질 이방성 타원체에 $\alpha$ ^[5]^[6]대해 α(\displaystyle \ $alpha)$ 에 $\alpha$ $\alpha$ 명시적 표현이 제시되었다.

결정학에서의 응용

위의 매트릭스는 몰 굴절률 방정식 및 기타 데이터와 함께 결정학용 밀도 데이터를 생성하기 위해 사용할 수 있습니다.각각의 분극률 측정과 그 방향과 관련된 굴절률은 결정에서 분자 적층의 정확한 3차원 평가를 개발하는 데 사용할 수 있는 방향별 밀도를 산출합니다.이 관계는 라이너스 ^[1]폴링에 의해 처음 관찰되었다.

경향

일반적으로 분극률은 전자가 차지하는 부피가 ^[7]증가함에 따라 증가한다.원자에서, 이것은 큰 원자가 단단하게 묶여 ^[7]^[8]있는 작은 원자와 대조적으로 더 느슨하게 고정된 전자를 가지고 있기 때문에 발생합니다.따라서 주기율표의 행에서는 분극률이 왼쪽에서 오른쪽으로 ^[7]감소합니다.분극률은 주기율표의 ^[7]열에서 감소합니다.마찬가지로, 큰 분자는 작은 분자에 비해 일반적으로 분극성이 더 높습니다.

물은 극성 분자이지만 알칸과 다른 소수성 분자는 분극성이 더 강하다.영구 쌍극자가 있는 물은 외부 전기장에 의해 모양이 변할 가능성이 적다.알칸은 가장 분극성이 높은 ^[7]분자입니다.알케인과 아렌은 알케인에 비해 반응성이 높기 때문에 알케인보다 분극성이 클 것으로 예상되지만, 실제로는 알케인이 분극성이 ^[7]더 높다.이는 알켄과 아렌의 전기음성² SP탄소가 알칸의 전기음성³ SP탄소가 ^[7]적기 때문에 발생합니다.

기저 상태의 전자 구성 모델은 분자 구조의 극적인 변화가 ^{[clarification needed]}^[7]반응에서 발생하기 때문에 종종 결합의 분극성을 연구하는데 불충분합니다.

자기 분극률

핵자의 스핀 상호작용에 의해 정의된 자기 분극성은 중수소와 하드론의 중요한 매개 변수이다.특히, 핵자의 텐서 분극성 측정은 스핀 의존 핵력에 ^[9]대한 중요한 정보를 제공한다.

스핀 진폭의 방법은 스핀 역학을 더 쉽게 설명하기 위해 양자 역학 형식을 사용합니다. $스핀$ S ≤ $1$ 에 의한 입자/핵의 벡터 및 텐서 편광은 ${\boldsymbol {p}}$ 벡터 ${\boldsymbol {p}}$ p ${\display {\boldsymbol {$ p}}} 및 ${\boldsymbol {p}}$ 편광 텐서_` P로 규정한다.추가 tensors 3개 이상 스핀 매트릭스의 제품들로 구성되어 particles/nuclei의 편광의 스핀 S≥과는 철저한 설명.mw-parser-output .frac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.frac.num,.mw-parser-output.frac .den{:80%;line-height:0;vertical-align:슈퍼 font-size}.mw-parser-output.frac .den{만을 위한 필요하다.vertical-align:서브}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}3⁄2 .[9]

「」를 참조해 주세요.

유전체
전기 자화율
편광 밀도
MOSCED, 분극성을 파라미터 중 하나로 사용하는 활동계수 추정방법

레퍼런스

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