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Magnetische, elektrische und optische Konstanten

  • M. D. Lechner
Chapter

Zusammenfassung

Bringt man ein Molekül in ein elektrisches Feld, so erhält es ein induziertes elektrisches Dipolmoment \(\vec{p}_{i}\)
$$\vec{p}_{i}= \alpha \vec{E}$$
, wobei α das vom elektrischen Einheitsfeld induzierte elektrische Moment oder die Polarisierbarkeit des Moleküls bedeutet. Wird das Molekül von dem hochfrequenten Felde einer einfallenden Lichtwelle im Sichtbaren polarisiert, so spricht man von der optischen Polarisierbarkeit α, auch Elektronen-polarisierbarkeit genannt, da nur die Elektronen den schnellen Schwingungen des sichtbaren Lichtes zu folgen vermögen, α ist mit dem Brechungsindex n bzw. der Molrefraktion R durch die Lorentz-Lorenzsche Beziehung
$$\frac{1N_{A}}{3\varepsilon_{0}}\alpha = \frac{n^{2}-1 M}{n^{2}+2_{\varrho}} =R$$
, verknüpft. Die Molrefraktion ist also ein Maß für die optische Polarisierbarkeit, genauer für die Deformierbarkeit der Elektronenwolke (Bindungsfestigkeit der Dispersionselektronen) im elektrischen Wechselfeld. Erst wenn wir zu Frequenzen übergehen, die unterhalb der Eigenfrequenzen der schweren Atomkerne liegen, kommt noch ein von der gegenseitigen Verschiebung der geladenen Atome und Atomgruppen herrührender Beitrag zur Polarisierbarkeit hinzu, der durch die Atompolarisation PA gemessen wird. Im Grenzfall unendlich langer Wellen spricht man von der elektrischen Polarisierbarkeit des Moleküls α, die sich aus der Gleichung berechnet
$$\frac{1N_{A}}{3\varepsilon_{0}}\alpha = P_{E}+P_{A}=P_{V}$$
, wobei PE die Elektronenpolarisation (Maß für die Deformierbarkeit der Elektronenwolke im statischen Felde) und Pv die Verschiebungspolarisation bedeutet. Dabei gelten die Beziehungen
$$ {P_V} = {P_E} + {P_A} = \frac{{n_\infty ^2 - 1M}}{{n_\infty ^2 + 2\varrho }} = {R_\infty }und{P_E} = \frac{{{{n'}_\infty }2 - 1M}}{{{n_{\infty '}}2{\text{ + }}2\varrho }} = {R_\infty } $$
, wo n und R die unter Berücksichtigung der ultraroten Eigenschwingungen auf unendlich lange Wellen extrapolierten Werte für den Brechungsindex und die Molrefraktion bedeuten, während n’ und R’ die aus Messungen von n im Sichtbaren extrapolierten Werte von n und R sind.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1992

Authors and Affiliations

  • M. D. Lechner
    • 1
  1. 1.Physikalische ChemieUniversität OsnabrückGermany

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