电矩英文解释翻译、电矩的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 electric moment
分词翻译:
电的英语翻译:
electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
矩的英语翻译:
quadrature; rules; square
【医】 moment
专业解析
在电动力学中,电矩(Electric Dipole Moment)是描述电荷系统中正负电荷分离程度和方向的核心物理量。其严格定义和特性如下:
定义与物理意义
电矩(常用符号 $vec{p}$)是矢量,其大小等于系统中一个电荷的电量 $q$ 与正负电荷间位移矢量 $vec{d}$ 的乘积,方向由负电荷指向正电荷:
$$vec{p} = q cdot vec{d}$$
单位为库仑·米(C·m)。该矢量量化了电荷分布的不对称性,是分析电场、介质极化和电磁辐射的基础参数。
关键特性
-
矢量性
电矩方向直接影响电场分布。例如,均匀电场中电偶极子所受力矩为 $vec{tau} = vec{p} times vec{E}$,其势能 $U = -vec{p} cdot vec{E}$。
-
与电场的关系
电矩在空间中激发的电场强度随距离 $r$ 衰减($E propto 1/r$),其表达式为:
$$
vec{E}(vec{r}) = frac{1}{4piepsilon_0} left[ frac{3(vec{p} cdot hat{r})hat{r} - vec{p}}{r} right]
$$
其中 $epsilon_0$ 为真空介电常数。
-
介质极化
在介电材料中,外电场诱导分子电矩定向排列,宏观极化强度 $vec{P}$ 定义为每单位体积内的电矩矢量和($vec{P} = N vec{p}$,$N$ 为分子密度)。
应用领域
- 电磁理论:分析天线辐射、微波传输。
- 材料科学:研究铁电体、压电材料的极化行为。
- 量子化学:分子极性计算(如水分子的电矩为 $1.85text{D}$,1 D = $3.336 times 10^{-30}$ C·m)。
权威参考文献
- Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press, 2017.
(标准电动力学教材,定义与公式推导)
- Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley, 1999.
(深入讨论电矩在辐射场中的应用)
- Purcell, E. M., & Morin, D. J. Electricity and Magnetism (3rd ed.). Cambridge University Press, 2013.
(介质极化与微观电矩的关联)
汉英对照
- 中文术语:电矩(或电偶极矩)
- 英文术语:Electric Dipole Moment
- 词典释义:A measure of the separation of positive and negative charges in a system, characterized by magnitude and direction.
网络扩展解释
“电矩”通常指电偶极矩(Electric Dipole Moment),是描述电荷系统中正负电荷分离程度及其方向性的物理量。以下是详细解释:
1. 定义与公式
电偶极矩用于量化一个系统中等量异号电荷对的极性。其数学表达式为:
$$
vec{p} = q cdot vec{d}
$$
- ( q ):单个电荷的电量(绝对值);
- ( vec{d} ):从负电荷指向正电荷的位移矢量;
- 方向:由负电荷指向正电荷。
2. 物理意义
- 极性描述:电偶极矩越大,表明正负电荷分离程度越高,系统的极性越强。
- 宏观与微观:既适用于宏观物体(如电容器极板),也适用于微观粒子(如分子、原子)。
- 矢量性:方向性决定了电偶极子在电场中的行为(如转动趋势)。
3. 应用场景
- 电介质:解释材料在外电场中的极化现象(如介电常数)。
- 分子结构:区分极性分子(如水,( vec{p}
eq 0 ))与非极性分子(如二氧化碳,对称结构导致( vec{p} = 0 ))。
- 电磁辐射:天线设计中,振荡电偶极子是电磁波的重要辐射源。
4. 电偶极子在电场中的行为
- 力矩作用:电场会使电偶极子转动至与电场方向一致,力矩公式为:
$$
vec{tau} = vec{p} times vec{E}
$$
- 电势能:电偶极子在电场中的势能:
$$
U = -vec{p} cdot vec{E}
$$
5. 扩展概念
- 高阶多极矩:对于复杂电荷分布,电偶极矩是一阶近似,更高阶如四极矩、八极矩可描述更精细的结构。
- 磁偶极矩类比:与磁偶极矩(如条形磁铁)在数学和物理行为上有相似性。
若需进一步探讨具体应用或公式推导,可结合实例(如分子极性分析)深入说明。
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