连接+和-两个 点电荷 的直线称为 电 偶极子 的轴线,当所考虑的 电场 内的一点到这两个点电荷的距离比它们之间的距离大的多时,从-指向+的矢径l和电量的乘积定义为电偶极子的 电矩 ,也称电偶极矩。电偶极矩 向量 从负电荷指向正电荷的事实,与一个点的位置向量是从原点指向该点的事实有关。的值与参考点的选择无关,只要整个系统的总电荷为零。当整个系统是电中性时,电偶极矩最容易明白,例如一对相反的电荷,或位于 均匀电场 内的 导体 。在这种情况下,通常把参考点规定为系统的质量中心,而不是任意一个点。
基本内容
连接 和 两个点电荷的直线称为电 偶极子 的轴线,从 指向 的矢径l和电量 的乘积定义为电偶极子的电矩,也称电偶极矩,通常用 矢量 p表示。即电偶极矩是电荷系统的 极性 的一种衡量。在两个点电荷的简单情形中,一个带有电荷 ,另一个带有电荷 ,则电偶极矩为:
其中 是从负电荷指向正电荷的位移 向量 。这意味着电偶极矩的向量从负电荷指向正电荷。注意到 电场线 的方向是相反的,也就是说,从正电荷开始,在负电荷结束。这里并没有矛盾,因为电偶极矩与电荷的位置有关,与电场线无关。
其中每一个 是一个向量,从某一个参考点指向电荷 的值与参考点的选择无关,只要整个系统的总电荷为零。这个公式在 时,与前一个公式是等价的。电偶极矩向量从负电荷指向正电荷的事实,与一个点的位置向量是从原点指向该点的事实有关。
当整个系统是电中性时,电偶极矩最容易明白,例如一对相反的电荷,或位于均匀 电场 内的 导体 。对于这类系统,电偶极矩的值与参考点的选择无关。
在讨论非电中性的系统,例如 质子 的电偶极矩时,则与参考点的选择有关。在这种情况下,通常把参考点规定为系统的质量中心,而不是任意一个点。这个规定保证了电偶极矩是系统的一个固有的性质。