
在汉英词典范畴中,"偶极"对应的英文术语为"dipole",指代两个大小相等、极性相反的电荷或磁极在空间中分离形成的系统。该概念在物理学和化学领域具有以下核心内涵:
基本定义
根据《牛津物理学词典》,偶极本质上是具有相反特性的成对实体(如正负电荷、南北磁极)通过特定距离形成的矢量系统。其数学表达式为:
$$ boldsymbol{p} = q cdot boldsymbol{d} $$
其中$q$代表电荷量,$boldsymbol{d}$表示两电荷间距矢量。
物理意义扩展
中国物理学会指出,偶极矩作为矢量参数,不仅表征系统的极性强度,还包含方向信息。在电磁场中,该参数直接影响偶极子与外部场的相互作用强度。
跨学科应用
• 电子工程领域:偶极天线通过电流在导体两端形成的振荡偶极实现电磁波辐射(IEEE天线与传播学报)
• 分子化学领域:水分子因氧氢原子间的电荷分离形成永久电偶极,这是其作为极性溶剂的核心特性(《化学物理快报》)
权威文献参考
《电磁学基础》(清华大学出版社)强调,理想点偶极模型在计算远场电势时具有重要应用价值,其电势分布公式为:
$$ V(r) = frac{1}{4pivarepsilon_0} frac{boldsymbol{p} cdot boldsymbol{r}}{r} $$
“偶极”是物理学和化学中的核心概念,指由两个大小相等、极性相反的电荷或磁极构成的系统。其核心特征在于对称性分离的“两极”,常见于电场、磁场和分子结构分析中。
由一对等量异号电荷(+q 和 -q)构成,间距为d。其特性通过电偶极矩描述: $$ vec{p} = q cdot vec{d} $$ 其中$vec{d}$由负电荷指向正电荷。典型例子如:
对应闭合电流环的磁场特性,磁偶极矩公式: $$ vec{m} = I cdot vec{A} $$ I为电流强度,A为环路面积矢量。例如:
该概念在量子力学中延伸为“偶极近似”,用于处理原子与电磁场的相互作用。理解偶极系统是分析介电材料、电磁波传播等领域的理论基础。
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