[科普中国]-电磁极化子

电磁极化子是一种准粒子。它是由电磁波之间的强烈耦合以及带有电偶极子或磁偶极子的激发作用中诞生。这现象体现了物理学上“反交叉”的原理。电磁极化子的形成也可看为一颗受激的光子，它能解释在共振中色散的光的交叉。

简介电磁极化子是一种准粒子。它是由电磁波之间的强烈耦合以及带有电偶极子或磁偶极子的激发作用中诞生。这现象体现了物理学上“反交叉”的原理。电磁极化子的形成也可看为一颗受激的光子，它能解释在共振中色散的光的交叉。1

种类以下是最常见的电磁极化子：

声子-电磁极化子─由红外线光子及光学声子（英语：Optical phonon）的耦合形成。

激子-电磁极化子─由可见光光子及激子的耦合形成。

表面等离子体-电磁极化子─由表面等离子体及光子的耦合形成。2

特性电磁极化子的频率很受光在晶体中的相速度影响。

电磁极化子是玻色准粒子。2

准粒子在物理学中，准粒子或称集体激发是一种发生在微观复杂系统的突现现象。例如固态系统中会好像存在着另一种虚拟的粒子。 以电子在半导体中的运动为例，电子在运动过程中受到来自原子核以及其它电子的作用，然而其行为可以视作带有不同质量的自由电子。 这个带有不同质量的“电子”称为“准电子”（electron quasiparticle）。另外一个实例是在半导体的价带集体行进的电子，其行为可以视作半导体中存在着带正电的空穴往反方向运行。 其它的准粒子包括声子（来自固态系统中原子的振动）、等离子体（来自等离子体的振荡）等许多种类。

作为少数简化多体问题的手段之一，准粒子的概念在凝态物理尤其重要。2

偶极子在电磁学里，有两种偶极子（dipole）：电偶极子是两个分隔一段距离，电量相等，正负相反的电荷。磁偶极子是一圈封闭循环的电流，例如一个有常定电流运行的线圈，称为载流回路。偶极子的性质可以用它的偶极矩描述。

电偶极矩由负电荷指向正电荷，大小等于正电荷量乘以正负电荷之间的距离。磁偶极矩的方向，根据右手法则，是大拇指从载流回路的平面指出的方向，而其它手指则指向电流运行方向，磁偶极矩的大小等于电流乘以线圈面积。

除了载流回路以外，电子和许多基本粒子都拥有磁偶极矩。它们都会产生磁场，与一个非常小的载流回路产生的磁场完全相同。但是，现时大多数的科学观点认为这个磁偶极矩是电子的自然性质，而非由载流回路生成。

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。

根据当前的观察结果，磁偶极子产生的机制只有两种，载流回路和量子力学自旋。科学家从未在实验里找到任何磁单极子存在的证据。1

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学