dipoolbenadering

De dipoolbenadering, ook wel de elektrische dipoolbenadering genoemd, is een vereenvoudiging in de interactie tussen elektromagnetische straling en materie. De kern van de benadering is dat het veld dat op een systeem als een atoom of molecuul inwerkt, als uniform kan worden beschouwd wanneer de golflengte van het veld veel groter is dan de afmetingen van het systeem. Daardoor kan de interactie worden gemodelleerd door te kijken naar het elektrische dipoolmoment van het systeem.

In de kwantummechanische formulering wordt de interactie vaak geschreven als H_int ≈ - μ · E(t), waarbij μ de elektrische dipoolmomentoperator is (μ̂ = ∑_i q_i r_i voor deeltjes met lading) en E(t) het tijdafhankelijke elektrische veld is. Deze aanpak wordt veel toegepast bij dipool-allowed overgangen en bij berekeningen van overgangsprobabiliteiten via de Fermi-gouden regel. De dipoolbenadering ligt ten grondslag aan veel spectroscopie en fotochemie, waar overgangssterktes en selectie-regels centraal staan.

Aannames en beperkingen: de benadering negeert hogere multipoolbijdragen zoals elektrische quadrupool- en magnetische-dipoolcomponenten. De fout schat men in als een functie van de verhouding tussen de maat van het systeem en de golflengte van het veld; naarmate λ groter is ten opzichte van de systeemgrootte, wordt de benadering nauwkeuriger.

Toepassingen omvatten onder andere infrarood- en UV/Vis-spectroscopie, bepaling van oscillator-sterktes en de beschrijving van rotatie-vibratie- en elektronische overgangen in moleculen. Voor nauwkeuriger werk of bij kortgolvige velden kunnen hogere multipolen nodig zijn en vindt men naast de dipoolbijdrage ook quadrupool- en magnetische-dipooleffecten.