Polariseerbaarheid
De polariseerbaarheid α van een molecuul of atoom is de mate waarin door een aangelegd elektrisch veld E in het molecuul of atoom een elektrisch dipoolmoment μ geïnduceerd kan worden:
- μgeïnduceerd = α.E
De polariseerbaarheid is een eigenschap van het molecuul of atoom zelf en ligt vrijwel geheel vast zolang de elektronische kwantum toestand van het deeltje niet verandert. De vorm van de golffuncties waarin de elektronen van het deeltje zich bevinden bepaalt namelijk hoe eenvoudig of moeilijk het is polarisatie teweeg te brengen. Bij polarisatie worden namelijk deze elektronenwolken enigszins vervormd. Dit is gemakkelijker voor de elektronen van een groter atoom, bijvoorbeeld zwavel dan voor een kleiner, zoals zuurstof. Grotere wolken zijn gemakkelijker te vervormen. Ook elektronen in een gedelocaliseerde moleculaire baan, zoals de π elektronen van benzeen zijn vaak eenvoudiger te polariseren dan de elektronen van een σ binding zoals in methaan.
Strikt genomen is de bovenstaande vergelijking niet volledig. De grootte van het geïnduceerde moment hangt niet helemaal lineair af van het aangelegde veld. De afwijking van lineair gedrag kan goed benaderd worden door het toevoegen van hogere orde termen:
- μgeïnduceerd = α.E + β.E2 + ...(hogere termen)
Het is in het algemeen voldoende de hogere termen weg te laten en zelfs de coëfficiënt β, hyperpolariseerbaarheid genoemd, is voor de meeste materialen uitzonderlijk klein. Materialen met naar verhouding grote waarden van β zijn zeer gezocht omdat zij de basis vormen van de niet-lineaire optica.
