电介质与铁电体
偶极矩
/ DY-pohl MOH-ment /
设想一只小小的哑铃:一端是一小团正电荷,另一端是一小团相等的负电荷,相隔一小段距离。从远处看,两者相互抵消,你看不到净电荷——可凑近了看,它们组成一支偏倒的小箭头,从负指向正。偶极矩量度的就是这支箭头有多强。
具体来说,偶极矩既随被分开的电荷量增大,也随正负两端之间的距离增大,方向沿着连接它们的那条线。一个水分子是教科书式的例子:它弯折的形状让氧那端略带负电、氢那端略带正电,于是它有了一份永久的、内置的偶极矩。把一块材料里所有分子的偶极矩按单位体积加起来,得到的就是它的极化。
这之所以重要,是因为偶极矩是一切电介质行为里最小的积木——它就是那一只“跷跷板”,无数个一齐偏倒,便汇成了极化。一个常见的混淆是以为一个分子得有剩下的净电荷才会有偶极矩;其实不必。水整体上是完全中性的,却有很强的偶极矩,仅仅因为它的正电中心和负电中心没有落在同一处。
水那很强的偶极矩,正是它能把盐溶解得那么好的原因:每个弯折的水分子,带着它带负电的氧和带正电的氢,蜂拥到一个落单的离子周围,把它牢牢缠住。同样这些偏倒的小箭头,被外加电场排齐之后,就是水拥有那么大相对介电常数的缘由。
水分子内置的偶极矩,让它能包围并溶解离子。
一个分子可以整体完全中性,却依然有偶极矩——关键在于它的正电中心与负电中心相互错开,而不在于它带有剩余电荷。
又称
另见