Elektriline dipoolmoment

Elektrilise dipooli dipoolmomendi vektor ${\vec {p}}$

Elektriline dipoolmoment ${\vec {p}}$ iseloomustab ruumilist laengujaotust. Kui mõnel osakesel, nt molekulil, on eristatavad vastupidiste elektrilaengutega osad, s.t et negatiivsete laengute (elektronide) mõju keskpunkt ei ühti positiivse laengute (aatomi tuuma) omaga, siis on sellel osakesel elektriline dipoolmoment; niisugust osakest nimetatakse polaarseks. Mittepolaarsel molekulil ${\vec {p}}$ = 0; sel juhul laengud nihkuvad välise elektrivälja mõjul, mistõttu tekib indutseeritud dipoolmoment (vt dielektriline polarisatsioon).

Arvutus

Kui negatiivne laeng −q asetseb positiivsest laengust q kaugusel ${\vec {l}}$ ja kui need laengud on omavahel jäigalt seotud, siis on sellisel süsteemil dipoolmoment suurusega

${\vec {p}}=q\cdot {\vec {l}}.$

Seega mida suurem on laengute absoluutväärtus q ja laengute vahekaugus (kohavektor ${\vec {l}}$), seda suurem on dipoolmoment.

Dipoolmoment võib olla ka rohkem kui kahest laengust koosneval süsteemil; siis arvutatakse see üksiklaengute dipoolmomentide summana:

${\vec {p}}=\sum _{i=1}^{n}{\vec {p}}_{i}=\sum _{i=1}^{n}q_{i}{\vec {r}}_{i},$

kus n on laengute koguarv; ${\vec {r}}_{i}$ on iga üksiklaengu relatiivne kohavektor (väljendab kaugust laengute mõjukeskmest); ${\vec {q}}_{i}$ on iga üksiklaengu suurus.

Üldjuhul, pidevalt muutuva laengutiheduse korral arvutatakse dipoolmoment ruumintegraalina V üle laengutiheduse $\rho ({\vec {r}})$:

${\vec {p}}=\int _{V}\mathrm {d} ^{3}r\cdot \rho ({\vec {r}})\cdot {\vec {r}}.$

Ühik

Elektrilise dipoolmomendi SI-süsteemi mõõtühik on kulonmeeter, tähis C∙m. Tänini kasutavad füüsikud molekulide korral CGS-süsteemi ühikut debye, tähis D (Hollandi füüsiku ja keemiku Peter Debye järgi), kusjuures

$1\,\mathrm {debye} =3{,}33564\cdot 10^{-30}\,\mathrm {kulonmeetrit.}$

Näiteks vee molekuli H₂O dipoolmoment on 1,844 D = 6,151∙10⁻³⁰ C∙m.