Dielektrik polyarizasiyasi

to‘lqin mexanikasi” yoki “kvant mexanika” deb nomlanadi. Birinchi nom bu fanning mazmunini to‘liqroq yoritadi, chunki unda zarralarning xossalari ularning to‘lqin xossalariga asosan tushuntiriladi.
Ikki uchi mahkamlangan tordagi turg‘un mexanik to‘lqinlarni o‘rganganda tor uzunligida joylashgan to‘lqin uzunliklar soni butun bo‘lishi talab qilinadi. Bundan tordagi to‘lqinlarning uzunligi, to‘qin vektorlar qiymati uzlukli bo‘lishi kelib chiqadi. Ularning turli qiymatlarini ( ) aniqlovchi kvant soni kiritiladi, bunga mos to‘lqin soni ham kvantlangan bo‘ladi. Shunga o‘xshash parallelopiped shaklidagi hajmdagi to‘lqinlarni o‘rganilganda, to‘lqin sonini uch kvant soniga bog‘liqligi kelib chiqadi: . To‘lqin sonining kvantlanganligidan unga bog‘liq bo‘lgan energiyaning ham kvantlanganligi kelib chiqadi.
Oddiy to‘lqinlarning paramatrlari kvantlangan bo‘lishi, de-Broyl to‘lqinlarini ham kvantlanishiga olib keladi. Jumladan atom yadrosi atrofidagi elektronlarni to‘lqin mexanikasida o‘rganilganda, yadroni atrofida butun sondagi de-Broyl to‘lqin uzunliklari joylashishi talab qilinadi. Bundan elektron energiyasi, impuls momenti kvantlanishi kelib chiqadi. Energiyaning kvantlanishi esa Bor postulatlarini (1913 y) tasdiqlaydi:

• 
  Elektronlar yadro atrofida bir necha diskret energiyalik statsionar holatlardagina bo‘lishi mumkin. Ulardagi energiyalarni deb belgilaylik. Energiyani qiymatini aniqlovchi kvant son bosh kvant son deb ataladi
  
• 
  Atomdagi elektron bir holatdan ikkinchi holatga o‘tganda, energiya yutadi, yoki energiyali foton chiqaradi.
  

Shunday qilib, to‘lqin mexanikasi dastlabki qadamlaridayoq Bor postulatlarini, moddaning diskret nurlanish spektrini tushuntirib beradi.

Elektronlarning atomdagi holatlari diskret energiyalari va boshqa parametrlari bilan farq qiladi. Atomdagi elektronlar atomga bog‘langan bo‘lgani uchun energiyalari manfiy bo‘ladi va ularning energiyalarini 55.1-rasmda potensial chuqurdagi gorizontal chiziqlar bilan tasvirlanadi. Elektron atomdan ozod bo‘lishi uchun uning energiyasi chuqur devorlaridan yuqori ko‘tarilishi kerak. Atomdagi elektron diskret energiyalarga ega bo‘lib, oraliq energiyalar uning uchun ta’qiqlangandir.
To‘lqin mexanikasida “ruxsat berilgan holat” tushunchasi bilan bu holatdagi elektronni farqlanishi zarur. Tor haqidagi misolda turli to‘lqin sonli tebranishlar bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi, lekin bu tebranishlar bo‘lmasligi ham mumkin. Shu kabi to‘lqin mexanikasi atomdagi elektronlar uchun “ruxsat etilgan holatlarni” belgilab beradi, ularni soni ko‘p, lekin neytral atomdagi elektronlar soni yadroning zaryadiga teng bo’ladi.
Atomdagi elektronlar kichik energiyali holatlarni to‘ldirib chiqadi. Ikkinchi tarafdan elektronlar Pauli prinsipiga bo‘ysunadi. Unga ko‘ra sistemada holati bir xil bo‘lgan elektronlar bo‘lishi mumkin emas. Demak, atomdagi elektronlar birorta parametr qiymati bilan albatta farqlanishi kerak. Masalan atomdagi eng kichik energiyali qatlamda ikki elektron joylashishi mumkin, lekin ularning spinlari va magnit momentlari farq qiladi. Atomdagi elektronlar soni, masalan, uchta bo‘lsa ( elementi), ulardan biri energiyali ikkinchi qatlamida joylashadi va bu modda metall hossalariga ega. Energiyaning ikkinchi pog‘onasida ja’mi sakkizta o‘rin bo‘lib, ular impuls momenti, uning proektsiyalari, elektronning magnit momentlari kabi parametrlari bilan bir-biridan farq qiladi. Atomdagi elektronlar soni o‘nta bo‘lganda ular energiyasi kichik bo‘lgan ikki qatlamni to‘ldiradi. Mendeleev jadvalidagi bundan keyingi atom ( ) uchinchi energetik pog‘onada ham bitta elektronga ega bo‘ladi. Bu o‘n birinchi element atomi uchinchi davrni boshlaydi va metall xossalariga egadir. Shu bilan birga fizikani kimyo fani bilan chambarchas bog‘liqligini ko‘rmoqdamiz.
Xullas atomlarning fizikaviy va kimyoviy hossalari ulardagi yuqori elektron qatlamda nechta o’rin va nechta elektron borligi bilan aniqlanadi. Bu qatlam elektronlar bilan to’lgan bo’lca, bunday atomlardan tuzilgan kristall – dielektrik hossalarga, bu qatlam to’lmagan bo’lsa – o’tkazgich (metall) hossalariga ega boladi.
Bayon etilgan fikrlar yakkalangan atomlarga taalluqlidir.
Kristallar ko‘plab ( ) atomlarning yaqinlashib, elektromagnit ta’sirlashuvi oqibatida hosil bo‘ladi. Ayrim atomlarda bir xil energiyaga ega bo‘lgan elektronlar kristall deb nomlanadigan sistemada Pauli prinsipiga binoan holatlari bir biridan farq qilishi kerak. Atomlar kristallga birlashganda elektronlar ayrim atom yoki ionga tegishli bo‘lmay, butun kristallga tegishli bo‘lib qoladi, ular kristall bo‘ylab, kristall panjara tugunlari orasida harakatlanadilar. Ularning bunday harakatining yo‘nalishi va energiyasi ularning to‘lqin vektori bilan aniqlanadi. Masalan elektronlarning energiyasi sodda hollarda formula bilan ifodalanadi ayrim atomlarda eneriyali bo’lgan holatlar kristallda o’zaro ta’sirlashuv tufayli ma’lum kenglikka ega bo’lgan elektron zonaga aylanadi. Elektron zonalarning orasi ta’qiqlangan zona deb ataladi, uning kengligi deb belgilanadi. Buday zonalardan pastki bir-nechtasi elektronlar bilan to’la bo’lsa, krisstall dielektrik xossaga ega bo’ladi.
Elektronlarning krictall bo’ylab harakatlanishiga qaramay, ularning dielektrikdagi toki nolga tengligini aytib o‘taylik. Haqiqatan, to‘lqin vektori bo‘lgan xolda harakatlanayotgan elektronni ko‘raylik. Elektronlar bilan to’la zonada albatta modul jihatdan xuddi shunday to’lqin vektori, lekin yo’nalishi teskari bo’lgan yana bir elektron bo‘lib, bu ikki elektronning to‘liq toki nolga teng bo‘ladi. Bu mulohazalar zonadagi barcha elektronlar uchun o‘rinli bo‘lib, muvozanatli holda zona elektronlari tok hosil qilmaydi.
Kristallga elektr maydoni ta’sir etganda, elektr maydon jumladan zonadagi barcha elektronlarga ta’sir etadi. Elektronlar tok hosil qilishi uchun o‘z harakatini (to’lqin vektorini) o‘zgartirishi kerak. Zona ichida birorta bo‘sh ruxsat berilgan holat bo‘lmagani uchun, elektronlar o‘z holatini, harakatini o‘zgartirolmaydi va zona tokka hissa qo‘sholmaydi. Kristallda yana boshqa elektronlar bilan to‘la zonalar bo‘lsa, ular ham tokka hissa qo‘sholmaydi. Ayrim kristallarning dielektrik xossalari ularda faqat elektronlar bilan to‘la zonalar borligi bilan tushuntiriladi.
Dielektriklar tok o‘tkizmasada, sirtlari zaryadlanishi mumkin, elektr maydonda qutblanishi, magnit maydonda – magnit xossalarini namoyon etishi mumkin.