电偶极子和磁偶极子的对比

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1、新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）电偶极子和磁偶极子的对比新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）目录1引言12定义12.1电偶极子的定义12.2磁偶极子的定义23电偶极子和磁偶极子比较---主动方面23.1电偶极子和磁偶极子的场分布23.2电偶极子和磁偶极子辐射44电偶极子和磁偶极子比较---被动方面44.1电偶极子和磁偶极子在外场E和B中的力和力矩44.2电偶极子和磁偶极子在外场中的相互作用能55应用85.1心脏的活动85.2赫濨磁偶极子天线96结论9参考文献：致谢新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）电偶极子和磁偶极子的

2、对比摘要：本文介绍了电偶极子和磁偶极子模型的建立,并对两者在数学表达上的类似和内在结构土的不同所引起的差别作了讨论。这里的关键是通过电偶极子和磁偶极子各方面的的性质做出了基本论述电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型，让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事。在研究物质电磁性态时，用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象，在研究电磁辐射时，偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要。由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂点体系和次体系的一级近似在数学表达上有不少的类似之处，使得研究更具更利，但应当认识到，这种类似只是形式上的，因为至今尚

3、未有存在磁单极的实验证据，我们在进行类比并由此高清电偶极子和磁偶极子。关键词：电偶极子；磁偶极子；相互作用力；相互作用能新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）1引言电偶极子和磁偶极子都是非常实用的物理模型，让同学们更好的认识电磁偶极子非常重要的事，但数学公式较繁琐，导致初学者在认识上要产生障碍，使得教与学都功倍事半。应用它们往往能将复杂的问题大大简化又不失本质的东西例如，在研究物质电磁性态时，用电偶极子和磁偶极子就能很好地说明极化和磁化现象；在研究电磁辐射时，偶极辐射不论在理论上或实际应用中都十分重要由于电偶极子和磁偶极子分别是复杂电体

4、系和磁体系的一级近似,，在数学表达上有不少类似之处，使得研究更具便利,但是应当认识到，这种类似只是形式上的，因为至今尚未有存在磁单极的实验证据，现有电磁理论的电磁对称是破缺的，所以我们在进行类比时要时刻记住偶极模型的根源，并由此搞清电偶极子和磁偶极子的差别。研究电偶极子与磁偶极子在生活中的实际应用，围绕其性质及作用，进行科学性研究论述！2定义2.1电偶极子的定义一个实体，它在距离充分大于本身几何尺寸的一切点处产生的电场强度都和一对等值异号的分开的点电荷所产生的电场强度相同。电偶极子（electricdipole）是两个相距很近的等量异号点电

5、荷组成的系统。电偶极子的特征用电偶极距P＝lq描述，其中l是两点电荷之间的距离，l和P的方向规定由－q指向＋q。图1-1电偶极子模型图新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）2.2磁偶极子的定义一个实体，它在距离充分大于本身几何尺寸的一切点处产生的磁感应强度都和一个有向平面电流回路所产生的磁感应强度相同。当场点到载流小线圈的距离远大于它的尺寸时，这个载流小线圈就是一个磁偶极子。磁荷观点认为，磁场是由磁荷产生的，磁针的N极带正磁荷，S极带负磁荷，磁荷的多少用磁极强度qm来表示。相距l、磁极强度为±qm的一对点磁荷，当l远小于场点到它们的距离

6、时，±qm构成的系统叫磁偶极子。电偶极子和磁偶极子都是等强度的一个点源和一个点汇，令其无限接近并保持其强度和距离的乘积为常数的一种极限流动。图1-2磁偶极子的模型图3电偶极子和磁偶极子比较-----主动方面3.1电偶极子和磁偶极子的场分布研究电磁场及它与带电体系的相互作用时，通常引入标势和矢势作基本量，和一般是空间坐标和时间的函数(3.1)(3.2)新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）式中和分别为体系的电荷密度和电流密度，是源点至场点的距离，将R作泰勒展开，代入（1），（2）式，可得到多极展式(3.5)（3.4）若定义(3.5)(3.

7、6)则一级近似项为（3.7）（3.8）我们将（3.5）、（3.6）两式定义的和分别称为电偶极矩和磁偶极矩，它们分别是电荷分布和电流分布对某点的矩。在势的一级近似中它们所起的作用完全相似。若由（3.7）、（3.8）两式求场，则电偶极子的电场为（3.9）而磁偶极子的磁场为（3.10）由于又可表为（3.11）将（3.11）式与（3.9）式比较，可看出若引入磁标势，（3.12)新疆师范大学2012届本科毕业论文（设计）则有(3.13)可见在不存在电流的区域，，磁偶极标势和电偶极势相似。3.2电偶极子和磁偶极子辐射如果考虑偶极子辐射，电偶极子的辐射场

8、为，（3.14）磁偶极子的辐射场为，（3.15）比较（3.14）、（3.15）两式，可看出电偶极辐射和磁偶极辐射间存在以下的对应，,(3.16)电偶极子和磁偶极子之间这些相似和对