Hvad er en dipolmoment?

En dipol er en neutral omfattende to modsat ladede dele. For eksempel, et vandmolekyle er neutral i sin helhed, men en af ​​sine ender er positivt ladet, mens den anden er negativt ladet. En sådan et objekt kan påvirke andre ladede objekter gennem elektromagnetiske kræfter. Dipolmomentet af en dipol er en vektorstørrelse beskriver styrken af ​​denne påvirkning. Dens størrelse er lig med størrelsen af ​​hver ladning, multipliceret med afstanden mellem systemerne to dele.

Styrken af den kraft, der udøves af en dipol på et fjernt partikel kan tilnærmes ved hjælp af ligningen F = 2 * pkq / R3. Her er p det dipolmoment, k er Coulombs konstant, q er størrelsen af nettoladning på den fjerne partikel, og r er afstanden mellem midten af dipol og fjernt partikel. Denne tilnærmelse er næsten perfekt på den langsgående akse af systemet, så længe r er betydeligt større end adskillelsen mellem de to komponenter af dipol. For partikler langt væk fra denne akse, tilnærmelse overvurderer den kraft med så meget som en faktor 2.

Einsteins relativitetsteori forbinder elektriske kræfter til magnetiske kræfter. Det magnetiske felt i en bar magnet kan tilnærmes med en dipol af magnetiske afgifter, en nær nordpolen af ​​magneten, den anden ved den sydlige pol. En sådan samling kaldes en magnetisk dipol og den indflydelse, det udøver på en fjern ladning bevæger sig vinkelret på feltet kan tilnærmes som 2 * μqs / R3, hvor μ er den magnetiske dipolmoment og s er hastigheden.

En elektrisk strøm bevæger sig i en cirkulær tråd frembringer et magnetfelt, der svarer til en kort stangmagnet. Den magnetiske dipolmoment af en sådan ledning størrelsesorden I * A, hvor I er tråden nuværende og A er det område, det spor ud i rummet. På det atomare niveau, er magnetisme ofte som følge af bevægelse af elektroner langs buede kurver. Størrelsen af det magnetiske dipolmoment for en sådan partikel er lig Q * s / (2r), hvor q er størrelsen af den ladning, s er hastigheden af partiklen, og r er radius af stien.

Foruden at kvantificere den kraft af en dipol på fjerne ladede partikler, dipolmomentet er nyttig til at bestemme den kraft, et eksternt felt udøver på en dipol. For eksempel, en mikrobølgeovn skaber kortvarig, varierende elektriske felter. Disse felter forårsager vandmolekyler, som er elektriske dipoler, at spinde. Denne roterende bevægelse fører til stigende temperatur, som tilbereder maden. Det maksimale drejningsmoment, der udøves på en dipol af et eksternt felt er simpelthen produktet af dipolmoment og feltstyrken.

  • Et dipolmoment forårsager vandmolekyler til at spinde i en mikrobølgeovn.

© 2020 Zajacperrone.com | Contact us: webmaster# zajacperrone.com