Формула Клаузиуса – Моссотти
Фо́рмула Кла́узиуса – Моссо́тти, выражает приближённую связь между статической диэлектрической проницаемостью диэлектрика, поляризуемостью составляющих его частиц (молекул, атомов, ионов) и их числом в 1 см3:
где индекс обозначает частицы различного сорта. Часто формулу Клаузиуса – Моссотти записывают в виде:
Здесь – мольная масса вещества, – плотность вещества, – число Авогадро. Правую часть формулы (2) называют молярной рефракцией. Формула Клаузиуса – Моссотти установлена в середине 19 в. независимо Р. Клаузиусом и итальянским учёным О. Ф. Моссотти.
Формула Клаузиуса – Моссотти применима для всех неполярных диэлектриков, для которых выполняется соотношение
верное только в случае, когда положение частицы обладает симметрией не ниже кубической. Здесь – локальное электрическое поле, действующее на каждую поляризующуюся частицу, – среднее макроскопическое электрическое поле, – поляризация диэлектрика.
Формула Клаузиуса – Моссотти носит приближённый характер для любой конденсированной среды, а степень её приближённости различна для разных сред. Так, для жидкостей, состоящих из неполярных молекул, формула Клаузуиса – Моссотти выполняется с высокой точностью, поскольку поляризация неполярной молекулы происходит за счёт относительного перемещения составляющих её частиц и другие, даже близко расположенные молекулы, не влияют на процесс поляризации. Для полярных диэлектриков, поляризация которых связана с ориентацией молекулярных диполей, наличие соседних молекул существенно. Поэтому в случае полярных диэлектриков формула Клаузиуса – Моссотти верна только для газов и сильно разбавленных растворов полярных жидкостей в неполярных растворителях. Поляризуемость при этом имеет характерную температурную зависимость, а формула Клаузиуса – Моссотти переходит в формулу Ланжевена – Дебая. В случае динамической диэлектрической проницаемости и чисто электронной поляризуемости для оптических частот (видимого и УФ-диапазонов) формула Клаузиуса – Моссотти переходит в формулу Лоренца – Лоренца.