偶极子指相距很近、符号相反的一对电荷。由一个正电荷和等量的负电荷相隔一定距离所组成的系统称为一个偶极子。[1]偶极子不是最简单的流动,它其实是点源和点汇的叠加。如果一个点源和一个点汇的强度相同,所处位置也相同,那么它们会完全互相抵消。现在假设这两点有一定距离,之间隔着一层板,让点源出来的流体无法直接流入点汇,再让它们无限接近,隔板的大小也无限减小,从点源出来的流体会绕一个大圈子流入点汇中,这就是偶极子。偶极子的概念在电磁学中较为常用,一个无限小的磁铁就是一个偶极子,磁力线从一个极出来,绕一圈后到另一个极终止。用点源和点汇叠加成偶极子时,不能直接叠加,需要用到极限的概念。[2] 当极点与某个零点靠得很近时,它们之间的模值很小,那么该极点所对应的系数也就很小,对应暂态分量的幅值也很小,故该分量对响应的影响可忽略不计。这样的一对相距很近的闭环零极点也为偶极子。工程上,当某极点和某零点之间的距离比它们的模值小一个数量级时,就可认为这对零极点为偶极子。偶极子的概念对控制系统的综合校正是很有用的,应有意识地在系统中加入适当的零点,以抵消对系统动态响应过程有不利影响的极点,使系统的动态性能得以改善。[3]
偶极子之间可以相互作用,这种作用广泛存在于生物分子之中,如在DNA的相邻碱基对之间的作用,对于研究DNA本身的稳定性有重要意义。[4] 类别
永久磁铁的磁偶极矩来自于电子内禀的磁偶极矩。长条形的永久磁铁称为条形磁铁,其两端称为指北极和指南极,其磁偶极矩的方向是由指南极朝向指北极。这常规与地球的磁偶极矩恰巧相反:地球的磁偶极矩的方向是从地球的地磁北极指向地磁南极。地磁北极位于北极附近,实际上是指南极,会吸引磁铁的指北极;而地磁南极位于南极附近,实际上是指北极,会吸引磁铁的指南极。罗盘磁针的指北极会指向地磁北极;条形磁铁可以当作罗盘使用,条形磁铁的指北极会指向地磁北极。