電偶極子
兩個等量異號點電荷組成的系統
電偶極子(electric dipole)是兩個等量異號點電荷組成的系統。電偶極子的特徵用電偶極矩p=ql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(positive)、負(negative)點電荷產生的電場之矢量和。
電偶極矩
稱相距為的一對等量異號點電荷和組成的系統為電偶極子。其特徵量為電偶極矩(簡稱電矩):
式中矢量和的方向被規定為由負電荷指向正電荷。
微觀物理學中常用的單位為debye,符號為D; ,它相當於典型分子內部核間距離的十分之一(約)同一個電子的電荷 的乘積。
電偶極子產生的電場
所謂遠方是指。
電偶極子產生的電場
外電場中的電偶極子
電偶極子僅在非均勻外電場中受非零合力。其所受合力為
在外場中電偶極子還會受到力矩,
以上兩式中的電場強度都是指去除電偶極子自身場強后剩餘的電場。
從第二式可以看出,的量值也就是電偶極子在單位外電場下可能受到的最大力矩,故電偶極矩也稱電矩。
偶極子間的相互作用
電偶極子輻射示意圖