परावैद्युत ध्रुवण

Dielectric polarisation

विद्युत चुंबकत्व में, एक अचालक (या अचालक माध्यम), एक विद्युत कुचालक (इन्सुलेटर) ही है, जिसे एक आरोपित विद्युत क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत किया जा सकता है। जब अचालक पदार्थ को विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है, तो विद्युत आवेश पदार्थ के माध्यम से प्रवाहित नहीं होते हैं, जैसा कि साधारण विद्युत चालक (कंडक्टर) में होता है।ऐसा इस लीए होता है क्योंकी, अचालक पदार्थों से बनी सामग्रीयों में कोई शिथिल रूप से बंधे या मुक्त इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, जो सामग्री के माध्यम से बह सकते हैं। इस अचल अवस्था के परे, अचालकों में,इलेक्ट्रान (या अन्य आवेश वाहक) की औसत संतुलन स्थिति से नाम मात्र का,स्थानांतरण होता है।

आंतरिक विद्युत क्षेत्र व ध्रुवीकरण

अचालक सामग्री से बने अंतरालक (स्पेसर) का उपयोग कर समानांतर पट्टिका से बने संधारित्र के योजनाबद्ध नियोजन का चित्रण। किसी मान योग वाले क्षेत्रफल वाली दो पट्टिकाओं $A$ को दूरी $d$ द्वारा विलग रखा जाता है । जब कोई आवेश $\pm {}Q$,पट्टिकाओं के मध्य में स्थानांतरित होता है, तो इस क्षेत्र में एक विद्युत क्षेत्र $E$ का आरोपण हो जाता है। ऐसे ,में आवेश (चार्ज) विस्थापन के कारण अचालक पदार्थ ध्रुवीकृत हो जाता है, जिससे कुल आंतरिक क्षेत्र कम हो जाता है और धारिता बढ़ जाती है।

इस प्रक्रीया के फलस्वरूप अचालक वस्तुओं में ध्रुवीकरण होता है।अचालकों में ध्रुवीकरण के कारण,धनात्मक आवेश क्षेत्र की दिशा में विस्थापन हो जाता है और ऋणात्मक आवेश क्षेत्र के विपरीत दिशा में स्थानांतरित हो जाते हैं। यह एक आंतरिक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो अचालक में एक आंतरिक समग्र क्षेत्र को कम कर देता है। यदि कोई अचालक अशक्त रूप से बंधे अणुओं से बना है, तो वे अणु न केवल ध्रुवीकृत हो जाते हैं, बल्कि पुन: निर्देशित भी हो जाते हैं ताकि उनकी समरूपता अक्ष क्षेत्र के साथ संरेखित हो जाए।

परावैद्युत आरोपन व द्विध्रुवीय संरेखन

जब एक बाहरी विद्युत क्षेत्र को परावैद्युत पर आरोपित किया जाता है, तो सामग्री में विद्यमान विद्युत द्विध्रुव स्वयं को क्षेत्र के साथ संरेखित करेंगे। इसका तात्पर्य यह है कि द्विध्रुव के सकारात्मक सिरे को क्षेत्र के सकारात्मक सिरे के साथ संरेखित किया जाएगा, और द्विध्रुवों के नकारात्मक सिरे को क्षेत्र के नकारात्मक सिरे के साथ संरेखित किया जाएगा।

द्विध्रुवों का संरेखण सामग्री में एक प्रेरित विद्युत क्षेत्र बनाता है। यह प्रेरित विद्युत क्षेत्र बाहरी विद्युत क्षेत्र का विरोध करता है, जिससे सामग्री में कुल विद्युत क्षेत्र कम हो जाता है।

ध्रुवीकरण का मापन

किसी सामग्री में परावैद्युत ध्रुवीकरण की मात्रा बाहरी विद्युत क्षेत्र की दृढ़ता और सामग्री के परावैद्युत स्थिरांक से निर्धारित होती है। परावैद्युत स्थिरांक सामग्री का एक गुण है जो यह निर्धारित करता है कि इसे कितनी आसानी से ध्रुवीकृत किया जा सकता है।

परावैद्युत ध्रुवीकरण एक ऐसी घटना है जिसका उपयोग कैपेसिटर, परावैद्युत दर्पण और माइक्रोवेव उपकरणों सहित कई अलग-अलग अनुप्रयोगों में किया जाता है।

कुछ उदाहरण

यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं कि भौतिकी में परावैद्युत ध्रुवीकरण का उपयोग कैसे किया जाता है:

• कैपेसिटर:

कैपेसिटर में, परावैद्युत पदार्थ दो संवाहक प्लेटों के बीच रखा जाता है। जब संधारित्र पर विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है, तो परावैद्युत पदार्थ ध्रुवीकृत हो जाता है, जिससे संधारित्र की धारिता बढ़ जाती है।

• परावैद्युत दर्पण:

परावैद्युत दर्पण का उपयोग प्रकाश को परावर्तित करने के लिए किया जाता है। जब प्रकाश किसी परावैद्युत दर्पण से टकराता है, तो प्रकाश का विद्युत क्षेत्र परावैद्युत पदार्थ को ध्रुवीकृत कर देता है। परावैद्युत पदार्थ में प्रेरित विद्युत क्षेत्र प्रकाश को वापस परावर्तित कर देता है, जिससे दर्पण की परावर्तनशीलता बढ़ जाती है।

• माइक्रोवेव उपकरण:

परावैद्युत ध्रुवीकरण का उपयोग विभिन्न प्रकार के माइक्रोवेव उपकरणों, जैसे माइक्रोवेव ओवन और रडार सिस्टम में किया जाता है। इन उपकरणों में, परावैद्युत पदार्थ का उपयोग माइक्रोवेव विकिरण को अवशोषित या प्रतिबिंबित करने के लिए किया जाता है।

संक्षेप में

परावैद्युत ध्रुवीकरण,बाहरी विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया में किसी सामग्री में,विद्युत द्विध्रुवों का संरेखण है। अचालक (डाइलेक्ट्रिक्स),वे सामग्रियां हैं जिनमें साधारण परिस्थति में विद्युतीय संचालन नहीं होता है, लेकिन उन्हें बाहरी विद्युत क्षेत्र द्वारा ध्रुवीकृत किया जा सकता है।