전기쌍극자

전기쌍극자

다른 표기 언어 electric dipole , 電氣雙極子

요약 음전하를 갖는 전자구름의 중심이 외부 전기장에 의해 원자핵으로부터 약간 움직이면 원자는 유도 전기쌍극자를 갖게 된다. 외부 전기장이 사라지면 원자는 이런 분극성을 잃게 된다. 물분자(H2O)의 경우, 2개의 수소 원자가 산소 원자와 105°의 각도로 꼭지점을 이루며 한쪽에 붙어서, 영구 전기쌍극자를 이룬다. 분자에서 산소는 언제나 약간 음극이고 수소는 약간 양극이다. 전기장 안에서 전기쌍극자는 토크를 받게 되어, 쌍극자의 축이 전기장의 방향으로 정렬되도록 회전한다. 토크의 크기는 전기장의 세기뿐만 아니라 두 전하 사이의 거리와 전하의 크기에 의존하며, 쌍극자가 전기장과 수직을 이룰 때 가장 크다. 전기쌍극자 모멘트의 크기는 진공에서 주위의 단위 전기장 당 주어진 전기 쌍극자가 받는 토크의 최대값을 나타낸다.

음전하를 갖는 전자구름의 중심이 외부 전기장에 의하여 원자핵으로부터 약간 움직이면 원자는 유도 전기쌍극자를 갖게 된다. 외부 전기장이 사라지면 원자는 이러한 분극성을 잃게 된다. 분자(H2O)의 경우, 2개의 수소 원자들이 산소 원자와 105°의 각도로 꼭지점을 이루며 한쪽에 붙어서, 영구 전기쌍극자를 이루게 된다.

분자에서 산소 쪽은 언제나 약간 음극이고 수소 쪽은 약간 양극이다. 무선 전송 안테나로 사용되는 긴 직선 전선과 같이 큰 전기쌍극자도 있다. 여기서는 전자를 앞뒤로 움직여서 한쪽 끝은 음극으로 다른 한쪽 끝은 양극으로 되며 매 반 주기마다 극성이 바뀐다.

전기장 안에서 전기쌍극자는 토크를 받게 되어, 쌍극자의 축이 전기장의 방향으로 정렬되도록 회전한다. 토크의 크기는 전기장의 세기뿐만 아니라 두 전하 사이의 거리와 전하의 크기에도 의존하며 쌍극자가 전기장과 수직을 이룰 때 가장 크다. 각각의 전하의 크기가 q이고 음전하의 중심에서 양전하의 중심까지의 거리가 d라면, 그 곱 qd를 전기쌍극자 모멘트라고 정의한다.

전기쌍극자 모멘트의 크기는 진공에서 주위의 단위 전기장 당 주어진 전기 쌍극자가 받는 토크의 최대값을 나타낸다. 벡터인 전기쌍극자 모멘트는 음전하로부터 양전하 쪽으로의 방향을 가진다. 쌍극자 모멘트는 주위 전기장의 방향을 따르게 된다. 전기쌍극자 모멘트는 전하량과 변위의 곱의 차원을 가지기 때문에 MKS 단위계에서는 C·m이며 cgs 단위계에서는 esu·㎝이다.