자기쌍극자의 발생원리

소개

자기쌍극자의 발생원리

목차

쌍극자모멘트란?

전기 쌍극자 모멘트

자기 쌍극자 모멘트

Hund`s Rule

본문내용

자기쌍극자모멘트의 발생원리

쌍극자모멘트란?
쌍극자, 이중 극자(二重極子) 모멘트,이극자 모멘트라고도 한다. 크기가 같은 양(陽)과 음(陰) 두 극이 아주 가까운 거리를 두고 마주하고 있을 때 이 두 극을 쌍극자라고 하는데, 이때 두 극의 세기와 거리를 곱한 것을 쌍극자모멘트라고 한다. 전하(電荷)로 구성되는 쌍극자에 의한 전기쌍극자모멘트와, 자기쌍극자에 의한 자기쌍극자모멘트가 있다. 전기쌍극자 모멘트의 방향은 음전하로부터 양전하로 향하는 벡터로 나타내며, 자기쌍극자모멘트의 방향은 자기쌍극자를 전류 환선으로 생각할 경우 오른손 법칙을 적용하여 찾을 수 있고 전류 환선을 작은 자석으로 생각하면 S극에서 N극으로 향한다.

쌍극자 모멘트를 갖게되는 이유는 어떤 한 분자 혹은 원자에서 음전하 무게중심과 양전하의 무게중심이 정확히 일치되지 않으면 쌍극자모멘트를 갖게 된다. 전기장 하에서 모든 분자들은 일그러진 편극(distortion polarization)이 발생하기 때문에 유도된 쌍극자모멘트(전기장 방향과 거의 평행하도록 정렬된다)를 갖는다.

전기 쌍극자 모멘트
전기쌍극자는 보통 같은 크기이지만 극성이 다른 전하 q가 d만큼의 거리를 사이에 두고 있는 형태이다. 이 전기쌍극자의 크기(p)를 나타내는 전기쌍극자모멘트는 다음과 같이 전하량에 거리를 곱한 양이며 (-)전하에서 (+)전하 방향으로 전기쌍극자의 방향을 정한다.


이 전기쌍극자는 주변에 전하를 띤 물질에 전기력을 작용하게 되는데 그 힘은 전기쌍극자모멘트와 물질의 전하량을 곱한 양에 비례하고, 거리의 삼승에 반비례한다. 따라서 두 전하 사이에 작용하는 전기력이 거리 제곱에 반비례하는 것과 비교하면 전기쌍극자와 전하 사이에 작용하는 힘은 전기쌍극자에서 떨어질수록 힘이 급격히 줄어듬을 알 수 있다. 또 외부에서 균일한 전기장을 걸어주면 전기쌍극자는 전체적으로 중성이므로 전기장에서 전기쌍극자 중심이 움직이지는 않지만 (즉 알짜힘을 받지는 않지만) 전기쌍극자모멘트의 방향이 전기장방향과 같은방향으로 정렬하려는 회전힘을 받게 된다.

참고자료

· ∘ 일반물리학 / Halliday / 범한서적
· ∘ 일반화학 / American Chemistry Society 저 / 교보문고
· ∘ Materials Science and Engineering / William Callister / Wiley
· ∘ 전기 자기학 / 손병태 외 / 석학당
· ∘ 기초전자기학 / DAVID J.GRIFFITHS (역:김진승) / PEARSON PRENTICE HALL
· ∘ 네이버 백과사전
· ∘ Wikipedia 백과
· - http://en.wikipedia.org/wiki/Dipole