類別
永久
磁鐵的磁偶極矩來自於電子內稟的磁偶極矩。長條形的
永久磁鐵稱為條形磁鐵,其兩端稱為
指北極和
指南極,其磁偶極矩的方向是由指南極朝向指北極。這常規與地球的磁偶極矩恰巧相反:地球的磁偶極矩的方向是從地球的
地磁北極指向地磁南極。地磁北極位於北極附近,實際上是指南極,會吸引磁鐵的指北極;而地磁南極位於南極附近,實際上是指北極,會吸引磁鐵的指南極。羅盤磁針的指北極會指向地磁北極;條形磁鐵可以當作
羅盤使用,條形磁鐵的指北極會指向地磁北極。
根據當前的觀察結果,磁偶極子產生的機制只有兩種,載流迴路和
量子力學自旋。科學家從未在實驗裡找到任何
磁單極子存在的證據。
電偶極子
兩個相距很近的等量異號
點電荷組成的系統稱為電偶極子。
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,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、負點電荷產生的電場之和。
磁偶極子
當場點到載流小線圈的距離遠大於它的尺寸時,這個載流小線圈就是一個磁偶極子。磁荷觀點認為,磁場是由磁荷產生的,磁針的N極帶正磁荷,S極帶負磁荷,磁荷的多少用
磁極強度
qm來表示。相距
l、磁極強度為±
qm的一對點磁荷,當l遠小於場點到它們的
距離時,±
qm構成的系統叫磁偶極子。
與
電偶極子的比較,在遠離偶極子處,磁偶極子和電偶極子的場分布是相同的,但在偶極子附近,二者場分布不同。
定義
定義:在自動控制原理中,
實軸上一對距離很近的開環零點和極點,附近又沒有其它零極點,我們把它們稱為偶極子。一般這對零極點的距離應小於他們到其他零極點距離的5~10倍,這時這對零極點可以對消,從而降低系統的階數,簡化系統模型。開環零點為使系統開環傳遞函式分子為零的點,極點為使開環傳遞函式分母為零的點。
電偶極矩
很多
分子都擁有電偶極矩。這是因為分子內部正、負
電荷的不均勻分布。例如:
(正價) H-Cl (負價)擁有永久電偶極矩的分子稱為
極化分子。假若一個分子帶有感應電偶極子,則稱此分子
被極化。
彼得·德拜是最先研究分子的電偶極子的
物理化學家。為了紀念他的貢獻,電偶極矩的測量單位被命名為
德拜(debye),符號為D。
永久電偶極子:假若,一個分子內的幾個
原子的
電負性差異很大,電負性較大的原子會吸引電子更接近自己,因而使得所占據區域變得更具負性;另外電負性較小的原子的區域會變得更具正性。這樣,就形成了永久電偶極子。
瞬時電偶極子:有時候,電子會洽巧地比較集中於分子內的某一個區域,這偶髮狀況會產生暫時的電偶極子。
感應電偶極子:當施加外電場於一個分子時,感應這外電場的作用,分子內部正常的
電子云形狀會被改變,因而產生電偶極子。其伴隨的電偶極矩等於外電場和極化性的乘積。
下表為常見的
化合物在
氣態時的電偶極矩,採用德拜單位:
物質 | 電偶極矩p/D |
二氧化碳 | 0 |
一氧化碳 | 0.112 |
| 0.53 |
| 1.17 |
| 1.85 |
| 2.98 |
| 4.27 |
| 10.41 |
這些數值可從
相對電容率εr的測量值計算求得。當分子因為
對稱性而使得淨電偶極矩被抵消,則設定電偶極矩為 0 。電偶極矩最大值在 10 到 11 這值域內。知道電偶極矩值,科學家可以推論出相應的
分子結構。例如,數據顯示出,二氧化碳是一個
線性分子;而
臭氧則不是。