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电多极子英文解释翻译、电多极子的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 electric multipole

分词翻译:

电的英语翻译:

electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-

多极的英语翻译:

【计】 multipole

子的英语翻译:

【机】 leaven

专业解析

在电磁学中,电多极子(Electric Multipole)是描述电荷分布所产生的电势或电场随距离衰减特性的重要概念。它通过将任意复杂的电荷分布分解为一系列简单的、具有不同阶数(极矩)的点源(多极子)叠加来分析其远场行为。以下是从汉英词典角度并结合物理概念的详细解释:


一、术语定义与汉英对照

  1. 电多极子 (Electric Multipole)

    指由多个点电荷(如偶极子、四极子等)构成的系统,用于表征非对称电荷分布的电磁性质。其英文术语为Electric Multipole,其中:

    • Multipole = Multi(多) + Pole(极),即“多极”。
    • 常见阶数包括:单极子(Monopole)、偶极子(Dipole)、四极子(Quadrupole)、八极子(Octupole)等。
  2. 多极矩 (Multipole Moment)

    描述电荷分布偏离球对称程度的物理量,如:

    • 电偶极矩 (Electric Dipole Moment):矢量,表征正负电荷中心分离程度 。
    • 电四极矩 (Electric Quadrupole Moment):张量,描述电荷分布椭球度 。

二、物理意义与数学表达

  1. 电势的多极展开

    任意电荷分布的电势 (phi(mathbf{r})) 在远场((r gg) 分布尺度)可展开为: $$ phi(mathbf{r}) = frac{1}{4piepsilon0} left[ frac{Q}{r} + frac{mathbf{p} cdot hat{mathbf{r}}}{r} + frac{1}{2} sum{i,j} Q_{ij} frac{hat{r}_i hat{r}_j}{r} + cdots right] $$ 其中:

    • (Q):总电荷(单极矩);
    • (mathbf{p}):电偶极矩;
    • (Q_{ij}):电四极矩张量 。
  2. 阶数与物理意义 |阶数 |名称|物理意义 |典型例子 | |------------|---------------|--------------------------------------------|----------------------------| | (l=0)| 单极子| 系统净电荷| 点电荷 | | (l=1)| 电偶极子| 正负电荷对,如分子极性| H₂O分子| | (l=2)| 电四极子| 对称性更低的分布,无净电荷与偶极矩| 哑铃形电荷阵列 | | (l geq 3)| 高阶多极子| 描述更复杂电荷构型| 原子核形状分析 |


三、应用领域

  1. 电磁辐射分析

    电多极矩决定电磁波辐射模式(如偶极辐射主导低频段)。

  2. 分子与材料科学

    偶极矩解释极性分子行为;四极矩用于核磁共振(NMR)谱分析 。

  3. 天体物理学

    通过引力势多极展开研究天体内部质量分布 。


四、权威参考文献

  1. Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Pearson. (经典教材,详解多极展开数学推导)
  2. Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley. (高阶多极矩张量形式化定义)
  3. Feynman, R. P. The Feynman Lectures on Physics, Vol. II. Addison-Wesley. (多极矩物理意义直观解释)

通过上述分层解析,电多极子的概念从基础术语到物理本质得以系统呈现,为电磁学理论与应用提供关键理论基础。

网络扩展解释

电多极子(electric multipole)是电磁学中用于描述电荷分布特性的概念,通过将复杂电荷系统分解为不同阶次的极矩(如单极、偶极、四极等)来分析其电场特性。以下是详细解释:

  1. 基本定义
    电多极子展开是一种数学方法,将任意电荷分布产生的电势或电场,在远场区域近似为一系列多极子场的叠加。其中:

    • 单极子(monopole)对应总电荷量,类似点电荷;
    • 偶极子(dipole)描述正负电荷分离的分布;
    • 四极子(quadrupole)反映更复杂的电荷对称性。
  2. 物理意义
    当观测点距离电荷分布区域足够远时(远场条件),高阶多极子(如四极子、八极子)的贡献逐渐减小,因此可通过截断展开式简化计算。

  3. 数学表达
    电势的多极展开式为: $$ phi(mathbf{r}) = frac{1}{4piepsilon0} left( frac{Q}{r} + frac{mathbf{p}cdothat{r}}{r} + frac{1}{2}sum Q{ij}frac{hat{r}_ihat{r}j}{r} + cdots right) $$ 其中$Q$为总电荷(单极矩),$mathbf{p}$为电偶极矩,$Q{ij}$为电四极矩张量。

  4. 应用场景
    该方法常用于分析分子电性、天线辐射场、核物理中的电荷分布等。例如,在电磁波辐射问题中,偶极子辐射是基础模型。

若需进一步了解多极子展开的推导或具体案例,可查阅电磁学教材或相关论文。

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