Wie schwingt ein elektrischer Quadrupol?

Ich weiß, dass ein elektrischer Quadrupol in der Statik aus zwei positiven und zwei negativen Ladungen besteht, die wie in der folgenden Abbildung verteilt sind:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was ich nicht verstehe, ist, wenn es schwingt und strahlt, schwingt es wie zwei antiparallele elektrische Dipole oder schwingt es wie in der beigefügten Abbildung mit vier Dipolen?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bildquelle

Ich habe die Antwort in dem Buch "Absorption and Scattering of Light by Small Particles" Abb. 4.4 gefunden, es sollte effektiv wie vier Dipole sein.
Das ist nicht die einzige Möglichkeit, einen Quadrupol zu machen. Beispielsweise können Sie zwei Dipole in einer geraden Linie angeordnet haben.

Antworten (2)

Sie können einen Quadrupol auf unendlich viele Arten zum Schwingen bringen. Ich denke, wonach Sie fragen, ist eine Bewegung, die das Quadrupolmoment zum Schwingen bringt, ohne dass es auch ein sich änderndes Dipolmoment gibt. Um das Dipolmoment Null zu halten, stellen Sie einfach sicher, dass, wenn sich die Ladungen bewegen oder ihre Größe ändern, die Ladung zu jeder Zeit auf beiden Seiten einer Linie durch die Mitte der Verteilung ausgeglichen ist, oder, um genau zu sein

ich Q ich R ich = 0.
Hier sind zwei Beispiele: (1) Belassen Sie die Ladungen an denselben Orten, aber lassen Sie ihre Größe oszillieren, wobei diagonal gegenüberliegende Paare zu jeder Zeit gleich sind. (2) Belasse die Größen der Ladungen fest, aber lasse sie sich in den Richtungen entlang der Diagonalen bewegen, wobei diagonal gegenüberliegende Paare zu jeder Zeit in gleichen Abständen von der Mitte liegen. Wie gesagt, das sind nur Beispiele. Sie können auch Quadrupole mit anderen Formen haben, wie z. B. lineare, und auch dreidimensionale Formen, wie z. B. einen Ring und zwei Punkte.

Eine Animation des (lateralen) Quadrupolfeldes kann der Intuition helfen: Link (von dieser Seite ; dort wird auch ein longitudinaler Quadrupol erklärt)

Wenn Sie eine echte quadrupolare Schwingung wollen, dann muss sie wie im Vier-Dipol-Modell schwingen, dh es gibt einen Strom, der alle benachbarten Paare lokalisierter Ladungen verbindet, was entscheidend für die Bildung der richtigen quadrupolaren Symmetrie für das Strahlungsmuster ist.