Cuadrupolo Eléctrico

Una distribución genérica de cargas eléctricas puede estar caracterizada por su carga neta, por su momento dipolar, su momento cuadrupolar y momentos de ordenes superiores. Un cuadrupolo elemental, puede representarse como dos dipolos orientados de forma antiparalela.

Uno de los usos más comunes del cuadrupolo eléctrico se encuentra en la caracterización de los núcleos. El núcleo tiene una carga, pero no momento dipolar, ya que todo es positivo. Sin embargo, si el núcleo no tiene simetría esférica, tendrá un momento cuadrupolar.

Los cuadrupolos y multipolos de orden superior no son importantes para la caracterización de materiales dieléctricos. Los campos de dipolos son mucho menores que los campos de las cargas aisladas, pero en los dieléctricos, donde no hay cargas libres, los efectos del dipolo son dominantes. No hay ninguna circunstancia que favorezca el efecto cuadrupolar, ya que este debe surgir desde el mismo número de moléculas que los efectos del dipolo. Scott dice que los efectos macroscópicos del cuadrupolo son más pequeños que los efectos del dipolo, en aproximadamente la misma relación que existe entre las dimensiones atómicas y las distancias de la observación experimental.

Cuadrupolo Eléctrico Lineal

Se puede crear un cuadrupolo eléctrico lineal superponiendo dos dipolos eléctricos de orientación opuesta de modo que se superpongan sus cargas positivas. Este caso se puede tratar analíticamente y proporcionarnos algun conocimiento sobre la naturaleza de los campos cuadrupolares. El campo eléctrico de cualquier conjunto de cargas se puede obtener por la ley de Coulomb mediante la suma vectorial de los campos de los elementos de cargas individuales.

Esto muestra que los campos eléctricos perpendicularmente distantes al cuadrupolo caen en la proporción de 1/r⁴. Esta dependencia de 1/r⁴ tambien aplica a las otras direcciones. De hecho aunque no lo hemos mostrado aquí es una característica del cuadrupolo en general. Tambien es una característica general del cuadrupolo que el campo eléctrico depende de la magnitud de una de las cargas multiplicado por el cuadrado de la dimensión del cuadrupolo, qd².