kvadrupolstrålning

Kvadrupolstrålning, eller elektrisk kvadrupolstrålning, är en del av elektromagnetisk strålning som uppstår när den elektriska kvadrupolmomentet hos en laddningsfördelning varierar i tid. Den tillhör multipolutvecklingen av fältet och är den ledande radiationskomponenten när dipolmomentet inte ändras av symmetri eller är konstant. För de flesta system är dipolstrålningen mycket starkare, medan kvadrupolstrålningen är betydligt svagare och ofta kräver mer komplexa rörelser eller större system för att bli märkbar.

Från en klassisk synvinkel uppstår kvadrupolstrålningen från tidvarierande kvadrupolmomentet Q_ij(t) = ∑ q_a x_a,i x_a,j där i och j betecknar koordinaterna x, y eller z. Den radierade energin i det fria fältet är proportional med tredje tidsderivatan av kvadrupolmomentet, och fältet faller som 1/r. Kvadrupolstrålningen är ledande när dipolmomentet är noll eller när övergångar med förändring av dipolmomentet är förbjudna av symmetri.

Egenskaperna hos kvadrupolstrålning inkluderar en mer komplex vinkelberoende strålningsmönster än för dipolstrålning och specifik polarisationsstruktur. I praktiken är kvadrupolstrålningen vanligtvis mycket svagare än dipolstrålningen och kräver antingen större system eller högre frekvenser för att bli märkbart.

Användning och betydelse: Inom atom- och molekylfysik förekommer kvadrupolövergångar (t.ex. E2-övergångar) när dipolövergångar är förbjudna av symmetri. Kvadrupolstrålning är därmed viktig för förståelsen av vissa spektra och livslängder hos exciterade tillstånd.