ECUACION DE CLAUSIUS-MOSOTTI

A partir de las expresiones reflejadas anteriormente para la polarización en el medio y para el campo local podemos escribir :

de donde :

Por otra parte la polarización resulta ser en la mayor parte de los medios proporcional al campo aplicado :

siendo e la denominada permitividad dieléctrica del medio. Combinando ambas expresiones obtenemos :

expresión que nos proporciona la permitividad y recibe el nombre de ecuación de Clausius-Mosotti. Esta ecuación puede reescribir también de la forma más usual en la bibliogarfía:

Volviendo a considerar la primera forma de esta ecuación y escribiendo explícitamente la polarizabilidad :

Esta expresión diverge cuando el denominador se hace nulo, es decir en la situación en que Na /3e _o = 1. Dado que la polarizabilidad depende de la temperatura, existirá siempre un valor de la misma para la cual se verifique esta condición. Por tanto, de acuerdo con este modelo todos los materiales polares deberían presentar polarización espontánea (polarización sin campo aplicado) a una cierta temperatura. Este hecho no corresponde a la realidad y suele denominarse catástrofe de Mosotti.

Para la mayoría de los materiales Na /3e _o << 1 y aparece el comportamiento dieléctrico ordinario. Sin embargo en algunos sólidos se verifica la condición de catástrofe dando origen a polarización espontánea. Estos materiales se denominan ferroeléctricos y son equivalentes a los imanes en magnetismo. Un caso típico es el BaTiO₃ que muestra polarización espontánea por debajo de 120 ºC.

En los materiales ferroeléctricos tendremos pues una disposición ordenada de sus dipolos elementales incluso sin campo aplicado. Estos dipolos tienden espontáneamente a orientarse paralelos entre sí. Sin embargo la influencia de otros factores hace que una muestra de tamaño finito de un material de este tipo muestre una disposición no uniforme de polarización. De hecho tiende a presentar zonas de polarización uniforme pero cuya dirección sentido cambia de una región a otra. Estas zonas se denominan dominios.