電偶極子和磁偶極子場分布相似性的一種解釋

焦重慶

(華北電力大學 電氣與電子工程學院， 北京 102206)

電偶極子和磁偶極子場分布相似性的一種解釋

焦重慶

(華北電力大學 電氣與電子工程學院， 北京 102206)

電偶極子電場與磁偶極子磁場具有相似的空間分布。然而，這種相似性并非顯而易見：電偶極子由一對等量異號電荷組成，而磁偶極子則是一個電流回路。本文從矢量場邊值問題的唯一性定理出發，得出了面散度源和面旋度源產生的矢量場分布的一種等價關系，進而對電偶極子電場與磁偶極子磁場空間分布的相似性進行了解釋。

電偶極子；磁偶極子；唯一性定理；邊值問題

0 引言

電偶極子和磁偶極子屬于電磁場理論中的基本模型[1-3]。在“電磁場”課程的靜電場部分，電偶極子指的是由兩個相互臨近的等量異號電荷組成的電荷系統。提出電偶極子這一基本模型的作用是為講解介質的極化電場作鋪墊。此外，在“電磁場”課程的電磁輻射部分，電偶極子(此時電荷量為時變的)還可以指電偶極子天線。在“電磁場”課程的恒定磁場部分，磁偶極子指的是一個閉合的電流回路。此時，提出磁偶極子這一基本模型是為講解媒質磁化后的磁場作鋪墊。此外，在“電磁場”課程的電磁輻射部分，磁偶極子(此時電流為時變的)還可以指磁偶極子天線。

有趣的是，為何把一個電流回路叫做磁偶極子？可能的原因有二：①由于至今仍未發現帶有磁荷的粒子(磁單極子)，故無法采用與構建電偶極子類似的方法來構建磁偶極子，即無法用一對等量異號的磁荷來表示磁偶極子；……