Polarisation Orientationale : Comprendre le Phénomène
La polarisation orientationale est un type de polarisation qui survient lors de l’alignement des molécules ou particules dans un matériau en réponse à un champ électrique externe. Dans un champ électrique, les molécules ou particules polaires peuvent tourner pour s’aligner avec la direction du champ, provoquant une séparation de charges et la création d’un moment dipolaire. Ce phénomène est connu sous le nom de polarisation orientationale.
La magnitude de la polarisation orientationale dépend de facteurs tels que la force du champ électrique, le moment dipolaire des molécules ou particules, et la température du matériau. L’effet est plus fort dans les matériaux ayant des moments dipolaires élevés et des températures basses. La polarisation orientationale est importante dans de nombreux domaines de la science, y compris la science des matériaux, l’électrochimie et la biophysique. Elle joue également un rôle clé dans le comportement des cristaux liquides, qui sont des matériaux présentant des propriétés intermédiaires entre celles des liquides et des solides et ont des applications importantes dans la technologie d’affichage.
Polarisation Électrique dans les Diélectriques
Contrairement aux métaux, où les charges peuvent se déplacer librement dans le matériau, dans les diélectriques, toutes les charges sont attachées à des atomes ou des molécules spécifiques. Ces charges, connues sous le nom de charges liées, peuvent cependant être déplacées (polarisées) à l’intérieur d’un atome ou d’une molécule par l’application d’un champ électrique.
La polarisation électrique est un léger déplacement relatif des charges électriques positive et négative dans des directions opposées à l’intérieur des atomes ou des molécules d’un isolant, ou diélectrique, induit par un champ électrique externe. Ces déplacements microscopiques ne sont pas aussi dramatiques que le réarrangement de charge dans un conducteur, mais leurs effets cumulatifs expliquent le comportement caractéristique des matériaux diélectriques.
Lorsqu’un champ électrique externe est appliqué à un matériau diélectrique, ce matériau devient polarisé, ce qui signifie qu’il acquiert un moment dipolaire. Cette propriété des diélectriques est connue sous le nom de polarisabilité. Lorsqu’un champ électrique agit sur une molécule, les charges positives sont déplacées le long du champ, tandis que les charges négatives sont déplacées dans une direction opposée à celle du champ. L’effet est donc de tirer les charges opposées à part, c’est-à-dire de polariser la molécule.
Types de Polarisation
Il existe trois types de polarisation :
Polarisation Électronique : Ici, lorsque le champ externe est appliqué, les nuages électroniques des atomes sont déplacés par rapport aux noyaux lourds à l’intérieur des dimensions de ces atomes. Cela s’appelle la polarisation électronique.
Polarisation Orientationale : La polarisation orientationale est une polarisation soit inhérente aux molécules, soit pouvant être induite dans toute molécule dans laquelle la distorsion asymétrique des noyaux est possible (polarisation par distorsion). Les molécules polaires sont des types de diélectriques dans lesquels les chances de collision entre molécules positives et négatives sont nulles ou zéro. Cela est dû au fait qu’elles sont toutes asymétriques en forme. H2O est un exemple typique. En l’absence de champ électrique, le moment dipolaire électrique de ces molécules se déplace dans une direction imprévisible. Le moment dipolaire moyen est 0 en conséquence. S’il y a un champ électrique externe, les molécules s’assembleront dans la même direction que le champ électrique.
Polarisation Ionique : La polarisation ionique est une polarisation causée par des déplacements relatifs entre ions positifs et négatifs dans des cristaux ioniques (par exemple, NaCl).
