電偶極子

　　相距為l的一對等量異號點電荷+q和-q，並且它們到觀察點P的距離r

l。通常的媒質分子在外電場的作用下可以形成這種電偶偶極子。電偶極子的特征用電偶極矩(或電矩) p＝ lq表示， l和 p的方向規定由- q指向+ q。電矩 p 的國際制單位為C·m（庫·米）。微觀物理學中常用的單位為德拜(debye)；1德拜＝3.336× 10 ^-30C·m，它相當於典型分子內部核間距離的十分之一(約2× 10 ^-11m)同一個電子的電荷 e=1.6× 10 ^-19C的乘積。

　　電偶極子產生的電場　＋q和－q分別在觀察點P(r)產生的電位的代數和即電偶極子產生的電位

式中∇隻對P點的坐標變量運算。在P點的電場強度為

。

　　外電場中的電偶極子　若電偶極子＋q和－q所在點的外電場的電位為V₁和V₂，則偶極子的位能W=qV₁-qV₂=q(l·∇)V＝p·∇ V＝-p·E_o，式中E_o為點偶極子所在的外電場強度。

　　偶極子在外電場中受到平移力

F＝-∇W＝∇(p·E_o)＝(p·∇)E_o。

如果外電場均勻，E_o為常量，則F＝0。

　　偶極子在外電場作用下受到的力矩 T＝-дW／дθ＝pE_osinθ或T＝p×E_o，它使電矩p同外電場強度E_o的夾角減小。如果p 同E_o平行，則力矩T＝0。並可看到p的量值也就是電偶極子在單位外電場(E_o=1)下可能受到的最大力矩，故稱電矩。

　　如果點偶極子 p₁ 處於另一偶極子 p₂ 產生的電場E₂(r)中，則p₁的位能即相互作用能為

。

　　電偶極子是電介質理論和原子物理學的重要模型，研究從穩恒到 X光頻電磁場作用下電介質的色散和吸收，以及天線的輻射等現象，可以用振蕩偶極子p_oe

來表示。

　　將偶極子概念加以推廣，可有多極子，它是含有2ⁿ個大小相等的點電荷，其中正負各半數，排列成有規律的點陣。在多極子系列中，n＝0時，就是點電荷；n＝1，就是電偶極子；n＝2，稱為四極子；n≥2，統稱為高階多極子。

　　高階多級子模型應用於核物理，其中最重要的是四極子。任意點電荷集合或任意分佈電荷，如果能夠用一個球面包圍，則球外的電位V可用集中在球心的點多極子系列的合成電位表示，稱為電場的多極子展開。