Дипольное излучение - излучение волн, обусловленное изменением во времени электрического дипольного момента излучающей системы. Классическая физика рассматривает излучение как испускание электромагнитных волн ускоренно движущимися электрическими зарядами (в частности, электронной оболочкой). Классическая теория объяснила очень многие характерные черты процессов. Излучение, однако, она не смогла дать удовлетворительного описания ряда явлений, особенно теплового излучения тел и излучение микросистем и молекул. Такое описание оказалось возможным лишь в рамках квантовой теории излучения, показавшей, что излучение представляет собой рождение фотонов при изменении состояния квантовых систем.

Дипольный момент электрический - физическая величина, характеризующая электрические свойства системы заряженных частиц. Дипольный момент системы из N зарядов. e_i – заряд частицы номера i, а r_i, – ее радиус–вектор. Дипольный момент нейтральной в целом системы зарядов не зависит от выбора начала координат, а определяется относительным расположением (и величинами) зарядов в системе. В частном случае, нейтральная система из двух зарядов( + е, – е)образует электрический диполь с дипольным моментом р = el, где l – радиус-вектор, проведённый от отрицательного заряда к положительному. В случае произвольной системы заряженных частиц её электрическое поле вдали от системы определяется различными мулътиполями: полным зарядом, дипольным моментом, квадрупольным моментом и т. д. Однако, электрическое поле нейтральной системы на больших по сравнению с размерами системы расстояниях в первом приближении определяется только её дипольным моментом. Излучение электромагнитных волн, обусловленное изменением во времени дипольным моментом. системы, называется дипольным излучением.

Формула

(1)

дает точное выражение для энергии, излучаемой классическим распределением тока.
В предельном случае больших длин волн справедлива дипольная аппроксимация: при kr’<<1 в подинтегральном выражении e ^–ikr’ заменяется единицей. Поток энергии при этом равен

(2)

Поляризация излучения определяется вектором полного тока

Если J₀ имеет лишь одну компоненту в плоскости, перпендикулярной направлению распространения, то излучение будет линейно поляризованным. Если в этой плоскости имеются две компоненты J₀, перпендикулярные друг другу и сдвинутые по фазе на 900 (так что дна получается из другой умножением на i, то излучение будет поляризованным по кругу, и. т.д.

Если J₀ имеет только одну компоненту, то угловое распределение излучения можно найти, заменяя величину  в (2) на

 

Где θ – угол между векторам J и k; |J₀|2 сокращенно означает скалярное произведение вектора J₀ на комплексно сопряженный вектор. Тогда полная излученная энергия получается интегрированием выражения (2) по поверхности сферы радиуса r и равна

(3)

Выражение (3) справедливо и при наличии у J₀ нескольких компонент, причем фазы последних необязательно одинаковы.
 

Простейшей системой, которая может быть источником излучения, являются два связанных друг с другом колеблющихся, равных по величине, разноимённых заряда. Они образуют диполь с переменным моментом. Если, например, заряды диполя совершают гармонические колебания навстречу друг другу, то дипольный электрический момент изменяется по закону d = d₀ sin ωt (ω - частота колебаний, d₀ - амплитуда момента d). Усреднённая по времени t интенсивность излучения такого диполя

Излучение, расходящееся от колеблющегося диполя, неизотропно, т. е. энергия, испускаемая им в различных направлениях, неодинакова. Вдоль оси колебаний излучение вообще отсутствует. Под прямым же углом к оси колебаний Излучение максимально. Для всех промежуточных направлений угловое распределение Излучение меняется пропорционально sin2 J, где угол J отсчитывается от направления оси колебаний. Если направление оси колебаний диполя меняется со временем, то усреднённое угловое распределение становится более сложным.

Как следствие этого в двух проводниках диполя Герца возникают собственные затухающие колебания электрического тока, имеющие узлы на концах проводников. Из всех возможных типов колебаний тока (мод) наибольшую амплитуду имеют колебания с пучностью тока посредине диполя. Длина волны такого колебания примерно равна удвоенной длине диполя 2l.
Итак, колебания электрического тока в вибраторах диполей Герца вызываются искрой, представляющей собой достаточно быстро меняющийся во времени электрический ток, который в соответствии с системой уравнений Максвелла и является источником электромагнитной волны.