Дипольные моменты

Физика > Дипольные моменты

 

Изучите электрический дипольный момент и полярность системы. Рассмотрите определения вращательного момента, векторного смещения, меры полярности, уравнения.

Мерой полярности в системе выступает электрический дипольный момент.

Задача обучения

• Соотнести электрический дипольный момент с системной полярностью.

Основные пункты

• Электрические дипольные моменты используют, чтобы разделить положительные и отрицательные заряды.
• Для точечных зарядов дипольный момент высчитывается как: p = qd (q – заряды, d – вектор смещения).
• Диполи испытывают вращательный момент, чтобы добиться выравнивания с электрическим полем.

Термины

• Вращательный момент – вращательный эффект силы.
• Дипольный момент – векторное произведение заряда на полюсе диполя и дистанция между ними.
• Вектор – между двумя точками; определенное количество.

Мерой полярности (разделение положительных и отрицательных зарядов) выступает электрический дипольный момент. Вычисляется в единицах кулоновских метров. Дипольный момент обладает разновидностями, среди которых электрические, магнитные и топологические.

Есть также дипольные моменты переходов, молекулярные, связи и электронно-электрические. Здесь мы рассмотрим общее понятие в статических ситуациях.

Молекула воды обладает высокой плотностью электронов (красное затемнение) возле красного атома О. Чем ближе к белым H, тем сильнее сокращается плотность. В итоге, молекула выступает диполем с отрицательным зарядом возле О и положительным вблизи Н

Определение

Если мы сталкиваемся с точечными зарядами, то электрический дипольный момент (р) – векторное произведение зарядов и векторное смещение:

р = qd.

Вектор смещения отображает вектор с величиной, достигающей дистанции между зарядами и направлениями. Его можно заменить переменной радиуса во многих формулах. Отличается тем, что включает фактор направления.

Вращательный момент

Все диполи испытывают вращательный момент, если оказываются во внешних электрических полях. Вращательный момент заставляет диполи совершать обороты, чтобы выровнять с полем. Здесь учитывается необходимость довести потенциальную энергию до минимального значения. Вращательный момент (τ) можно рассчитать, как поперечное произведение электрического дипольного момента и электрического поля (E), если последнее выступает однородным:

τ = р × E.

---