什么是电四极矩？和原子核的电荷分布有什么关系呢？一文讲清

电四极矩（Electric Quadrupole Moment，简称EQM）指的是一个物体的相对对称电荷分布对外部施加的电场产生的力，这种力与施加电场的方向和强度有关，而且这种力一般与质点分布的二次情况有关，一般是成角度的空间位置。电四极矩可以用一个实数量来表示，如果电荷分布的取值是电静电的形式的时候，EQM指的是反作用的力的大小。



电荷分布的EQM只有在其形状不等于分布电场的时候才会出现，而对原子来说，由于其电子的分布形状不等于电场的形状，因此会出现EQM，但是其EQM会比分子的要小很多，那么原子核的电荷分布与其EQM之间有什么关系呢？

首先，可以说原子核的电荷分布是电四极矩所要求的形状条件，因此在原子核中，EQM也就存在了。通俗地讲，由于原子核是一个不对称的电荷结构，那么它所施加的电场在空间中的受力也会不对称，于是就会出现EQM。

其次，原子核的电荷分布可以影响EQM的乘数，即一个形状一样的施加电场会给原子核带来多大的力。通俗地讲，如果原子核的电荷分布比较集中，那么施加的电场就会给它带来较大的力，对应EQM的乘数也会对应增加；反之如果电荷分布比较分散，接收到的施加电场也就比较小，EQM的乘数也会相应减小。

最后，原子核的电荷分布还会影响EQM的具体形状，比如施加的电场的方向的受力等。因为原子核的电荷形状是不对称的，那么施加同样的电场时，原子核所受到的受力会出现旋转和平移的形态，这样的受力形态就形成了EQM。具体来讲，把电场的方向特定定为z轴，那么当电荷分布的偶次等式参数满足Q=-xx-yy的条件才会产生EQM，而以上就是由于原子核电荷分布的偶次分量偏离对称才会出现旋转和平移这样的形态，这样就形成了EQM。

总之，原子核的电荷分布与其EQM之间具有非常密切的联系，其关系可以分为形状条件关系、乘数关系和形态关系。形状条件指的是电荷分布的存在是电四极矩存在的有利条件；乘数关系指的是电荷分布的分布程度可以影响EQM的乘数；形态关系就是指电荷分布的不对称性会导致施加电场的不同位置上受到的力不一样，从而出现旋转和平移等形态，从而形成EQM。