Iperpolarizzabilità

L'iperpolarizzabilità è una proprietà ottica non lineare di una molecola.

In un sistema macroscopico la polarizzazione indotta ${\displaystyle P}$ è una funzione della suscettività elettrica ${\displaystyle \chi }$ e del campo elettrico ${\displaystyle E}$:

${\displaystyle P=\chi E\epsilon _{0}}$

nel caso di un forte campo elettrico, come quello prodotto da un laser, la polarizzazione indotta deve essere scritta come una serie di potenze:

${\displaystyle P=\chi ^{(1)}F+\chi ^{(2)}FF+\chi ^{(3)}FFF+\ldots }$

in cui ${\displaystyle \chi ^{(2)}}$ e ${\displaystyle \chi ^{(3)}}$ descrivono gli effetti non lineari del secondo e del terzo ordine. Se una struttura cristallina è centrosimmetrica, il termine del secondo ordine è uguale a zero.

Se questo concetto macroscopico viene trasferito al livello microscopico (molecolare), allora si ottiene un insieme simile di potenze per la polarizzabilità:

${\displaystyle p_{i}=\sum _{j}\alpha _{ij}F_{j}+\sum _{j\leq k}\beta _{ijk}F_{j}F_{k}+\sum _{j\leq k\leq l}\gamma _{ijkl}F_{j}F_{k}F_{l}+\ldots }$

dove gli indici ${\displaystyle i,j,k,l}$ sono riferiti alle coordinate spaziali ${\displaystyle x,y,z}$ della molecola. ${\displaystyle \beta }$ è l'iperpolarizzabilità del secondo ordine che non è nulla solo se la molecola non è centrosimetrica. Sia la polarizzazione lineare ${\displaystyle \alpha }$ che le iperpolarizzabilità ${\displaystyle \beta }$ e ${\displaystyle \gamma }$ sono tensori dipendenti dalla frequenza della radiazione incidente.

• (EN) International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC Gold Book - hyperpolarizability (of nth order), su goldbook.iupac.org. URL consultato il 3 ottobre 2017.