Polarização dielétrica

A polarização dielétrica é o fenômeno de deslocamento reversível das nuvens eletrônicas nos átomos ou moléculas de um material isolante (seja um sólido, líquido ou gás) à exposição de um campo elétrico externo, no qual as nuvens eletrônicas (de carga negativa) são puxadas contra o campo elétrico e os núcleos (de carga positiva) são empurrados na direção deste por forças elétricas. No regime de campo elétrico externo forte, isto é, grande em comparação à energia de ligação do átomo ou molécula, é possível gerar ionização, e nesse caso a deformação passa a ser irreversível.[1] A deformação das nuvens eletrônicas gerada pelo campo externo faz com que os átomos ou moléculas do meio dielétrico comportem-se como dipolos elétricos, cujo campo elétrico atua em oposição àquele externo.

Polarização

De um átomo

Representação esquemática da interação do campo elétrico com um átomo segundo o modelo dielétrico clássico.

Dado um átomo em um campo elétrico , após o equilíbrio, forma-se o momento de dipolo no átomo polarizado, onde a constante de proporcionalidade é chamada de polarizabilidade atômica:

.

O momento de dipolo clássico formado por duas cargas pontuais e () separadas por um vetor distância escreve-se como:

Alguns valores para em unidades de podem ser encontrados em.[1] Para uma tabela detalhada de polarizabilidades, consultar a referência externa[2]

De uma molécula

Diferentemente do que ocorre com átomos em que o campo elétrico induzido por polarização é sempre paralelo ao campo externo , em materiais formados por moléculas poliatômicas, o momento de dipolo induzido será dado de forma geral por uma equação tensorial :

onde é o tensor de polarizabilidade.

Moléculas polares são aquelas que possuem momento de dipolo mesmo na ausência de campos elétricos externos. Tais moléculas, na presença deste um campo elétrico sofrem um torque dado por[1]:

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