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電偶極子 |
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電偶極子（electric dipole）是兩個相距很近的等量異號點電荷組成的系統。電偶極子的特徵用電偶極距P=lq描述，其中l是兩點電荷之間的距離，l和P的方向規定由－q指向 q。電偶極子在外電場中受力矩作用而旋轉，使其電偶極矩轉向外電場方向。電偶極矩就是電偶極子在單位外電場下可能受到的最大力矩，故簡稱電矩。如果外電場不均勻，除受力矩外，電偶極子還要受到平移作用。電偶極子產生的電場是構成它的正、負點電荷產生的電場之和。有 電偶極子輻射示意圖 公式1 公式2 公式1中墷只對P點的坐標變量運算。在P點的電場強度為（公式2）。 若電偶極子 q和－q所在點的外電場的電位為V1和V2,則偶極子的位能W=qV1-qV2=q(l·墷)V=p·墷V=-p ·Eo,式中Eo為點偶極子所在的外電場強度。 偶極子在外電場中受到平移力 F=-墷W=墷(p·Eo)=(p·墷)Eo。 公式3 偶極子在外電場作用下受到的力矩T=-дW/дθ=pEosinθ或T=p×Eo，它使電矩p同外電場強度Eo的夾角減小。如果p 同Eo平行，則力矩T=0。並可看到p的量值也就是電偶極子在單位外電場(Eo=1)下可 電偶極子 如果點偶極子p1 處於另一偶極子p2 產生的電場E2(r)中，則p1的位能即相互作用能為（公式3）。 電偶極子是電介質理論和原子物理學的重要模型，研究從穩恆到X光頻電磁場作用下電介質的色散和吸收，以及天線的輻射等現象,可以用振盪偶極子poe來表示。 將偶極子概念加以推廣，可有多極子，它是含有2n個大小相等的點電荷，其中正負各半數，排列成有規律的點陣。在多極子系列中，n=0時，就是點電荷；n=1，就是電偶極子；n=2，稱為四極子；n≥2，統稱為高階多極子。 應用有偶極子天線。高階多級子模型應用於核物理，其中最重要的是四極子。任意點電荷集合或任意分佈電荷，如果能夠用一個球麵包圍,則球外的電位V可用集中在球心的點多極子系列的合成電位表示，稱為電場的多極子展開。 |
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