Podczas studiowania fizyki w 10 klasie rozważany jest temat dipoli. Co oznacza ta koncepcja i jakie formuły są używane do jej obliczenia?
Jeśli umieścisz dipol w jednorodnej przestrzenipole elektryczne, możesz to sobie wyobrazić jako linie siły. Dipol to układ, w którym występują dwa ładunki, które są identyczne pod względem parametrów, ale nie są podobne do ładunków punktowych. Ponadto odległość między nimi będzie znacznie mniejsza niż odległość do dowolnego punktu na polu dipolowym. Pojęcie momentu dipolowego jest badane na szkolnym kursie elektrodynamiki (klasa 10).
Oś dipola jest prostą, która przechodzipunkty obu opłat. Dipolowe ramię jest wektorem, który łączy ładunek i jednocześnie jest kierowany z cząstek naładowanych ujemnie do cząstek naładowanych dodatnio. Dipol elektryczny charakteryzuje się stanem takim jak dipol lub momenty elektryczne.
Z definicji moment dipolowy jestwektor, który jest liczbowo równy iloczynowi ładunku dipolowego na jego ramieniu. Ponadto jest wyrównany z ramieniem dipola. Przy zerowej równości sumy sił obliczamy wartość momentu. Kąt, który istnieje między momentem dipolowym a kierunkiem pola elektrycznego charakteryzuje się obecnością momentu mechanicznego.
Często ludzie mają trudności z dokonywaniem obliczeńmoduł działający na strukturę dipola. W tym miejscu należy wziąć pod uwagę specyfikę obliczania kąta „Alfa”. Wiadomo, że dipol odbiega od pozycji zrównoważonej. Ale sam moment dipolowy wyróżnia się przywracającym charakterem, ponieważ jest skłonny do bycia w ruchu.
Umieszczając ten moment dipolowy w środęniejednorodne pole elektryczne nieuchronnie występuje pod wpływem siły. W takim środowisku wskaźniki sumy sił nie będą zerowe. W konsekwencji na moment dipolowy działają siły o charakterze punktowym. Ramię dipola jest znacznie mniejsze.
Wzór można zapisać w następujący sposób: F = q (E2 - E1) = qdE, gdzie d jest różniczką pola elektrycznego.
Rozważmy temat dalej.Aby określić, co jest charakterystyczne dla pola elektrycznego, jeśli jest ono tworzone za pomocą układu ładunków i jest zlokalizowane na małej przestrzeni, należy wykonać szereg obliczeń. Przykładem są atomy i cząsteczki, które w swoim składzie zawierają naładowane elektrycznie jądra i elektrony.
Jeśli potrzebujesz szukać pola na odległość,większe niż rozmiary, które składają się na powierzchnię cząstek, użyjemy wielu dokładnych formuł, które są bardzo złożone. Możliwe jest użycie prostszych przybliżonych wyrażeń. Załóżmy, że zestawy punktowe opłat qdo... Znajdują się na małej przestrzeni.
Aby wykonać charakterystyczne obliczenia,które pole ma, sumowanie wszystkich opłat systemu jest dozwolone. Taki system jest rozpatrywany w postaci opłaty punktowej Q. Wskaźniki wielkości będą sumą ładunków, które znajdowały się w pierwotnym systemie.
Wyobraź sobie, że lokalizacja ładunku jest wskazana wszędzie tam, gdzie system opłat qdo... Dokonując zmian lokalizacji,jeśli ma ograniczenia wyrażone na małym obszarze, taki wpływ będzie nieznaczny, prawie niewidoczny dla pola w rozważanym punkcie. W granicach przybliżenia natężenia i potencjału pola elektrycznego do oznaczeń używa się tradycyjnych wzorów.
Przy zerowej sumie całkowitego ładunku systemu,parametry wskazanego przybliżenia będą wyglądać zgrubnie. Prowadzi to do wniosku, że pole elektryczne jest po prostu nieobecne. Jeśli konieczne jest uzyskanie dokładniejszego przybliżenia, to mentalnie zbierane są oddzielne grupy ładunków dodatnich i ujemnych rozpatrywanego systemu.
W przypadku przemieszczenia ich „środków” względeminne parametry pola w takim układzie można opisać w postaci pola, które ma dwa ładunki punktowe, równe wielkości i przeciwne w znaku. Należy zauważyć, że są one przesunięte w stosunku do innych. Aby dokładniej scharakteryzować układ ładunków pod względem parametrów tego przybliżenia, konieczne będzie zbadanie właściwości dipola w polu elektrycznym.
Wróćmy do definicji. Dipol elektryczny to definicja układu, który ma dwa ładunki punktowe. Mają ten sam rozmiar i przeciwne znaki. Ponadto takie znaki są umieszczone w niewielkich odległościach w stosunku do innych znaków.
Możesz obliczyć charakterystykę procesu, który jest tworzony za pomocą dipola, i jest on reprezentowany przez dwa ładunki punktowe: + q i −q i są one położone w pewnej odległości od pozostałych.
Zacznijmy od obliczenia potencjału inapięcie, jakie dipol ma na swojej osiowej powierzchni. To prosta linia biegnąca między dwoma ładunkami. Zakładając, że punkt A znajduje się w odległości równej r w stosunku do centralnej części dipola i jeśli jest to r >> a, zgodnie z zasadą superpozycji potencjału pola w danym punkcie racjonalne będzie użycie wyrażenia do obliczenia parametrów dipola elektrycznego.
Wartość, jaką ma wektor naprężenia, jest obliczana zgodnie z zasadą superpozycji.
Aby obliczyć natężenie pola, stosuje się pojęcie związku między potencjałem a natężeniem pola:
Ez = −Δφ / Δx.
W takich warunkach kierunek wektora natężenia jest wskazywany wzdłużnie względem osi dipola. Aby obliczyć jego moduł, stosuje się standardowy wzór.
Należy pamiętać, że pole słabniedipol elektryczny występuje szybciej niż ładunek punktowy. Spadek potencjału pola dipolowego następuje w kierunku odwrotnie proporcjonalnym do kwadratu odległości, a natężenie pola - w kierunku odwrotnie proporcjonalnym do sześcianu odległości.
Używanie podobnych, ale bardziej uciążliwychmetody, parametry potencjału i natężenia pola dipola znajdują się w dowolnych punktach, których parametry położenia są wyznaczane taką metodą obliczeniową jak współrzędne biegunowe: odległość do środka dipola elektrycznego (r) i kąt (θ).
Pojęcie wektora napięcia E jest podzielone na dwa punkty:
Ten rozkład każdego składnika jest ukierunkowanyna trasie zmiany zachodzące we wszystkich współrzędnych punktu obserwacyjnego. Można to znaleźć na podstawie zależności, która łączy wskaźniki natężenia pola z potencjalnymi modyfikacjami.
Znajdując składową wektora przy natężeniu pola, ważne jest ustalenie charakteru zależności w potencjalnych zmianach, które zachodzą w wyniku przemieszczenia punktu obserwacji w kierunku wektorów.
Podczas wykonywania tej procedury należy wziąć pod uwagę, że wyrażenie na wartość przy małym prostopadłym przemieszczeniu zostanie określone przez zmianę kąta: Δl = rΔθ.
Parametry wielkości dla tego składnika pola będą równe.
Po uzyskaniu współczynnika możliwe jest wyznaczenie pola dipola elektrycznego w dowolnym punkcie, aby zbudować obraz z liniami siły tego pola.
Ważne jest, aby wziąć pod uwagę, że wszystkie wzory do określania potencjału i natężenia pola dipola działają tylko na iloczynie wielkości jednego ładunku dipolowego i odległości między nimi.
Tytuł opisywanej pracy jest pełnym opisem rodzaju właściwości elektrycznych. Nazywa się to „momentem dipolowym systemu”.
Z definicji dipola, czyliukład ładunków punktowych można stwierdzić, że charakteryzuje go występowanie symetrii osiowej, gdy oś jest linią prostą przechodzącą przez kilka ładunków.
Aby ustawić pełną charakterystykę dipola,wskaż również kierunek orientacji osi. Aby ułatwić obliczenia, można określić wektor momentu dipolowego. Jego wartość jest równa wartości momentu dipolowego, a wektor kierunkowy różni się zbieżnością jego i osi dipola. Zatem p = qa, jeśli a jest kierunkiem wektora łączącego ładunki ujemne i dodatnie dipola.
Zastosowanie takiej cechy dipola jest wygodne iumożliwia w większości przypadków uproszczenie wzoru i nadanie mu wyglądu wektora. Opis potencjału pola dipolowego w punkcie o dowolnym kierunku zapisany jest w postaci wektora.
Wprowadzenie pojęć takich jak wektorcharakterystykę dipola i jego momentu dipolowego można wykonać za pomocą modelu uproszczonego - ładunku punktowego w polu jednorodnym, zawierającego układ ładunków, których wymiary geometryczne nie są konieczne do uwzględnienia, ale ważna jest znajomość momentu dipolowego. Jest to warunek wstępny wykonywania obliczeń.
Zachowanie dipola można rozważyć na przykładzietaka sytuacja. Położenie dwóch ładunków punktowych ma stałą odległość względem siebie. Umieszczono je w jednorodnym stanie dipola pola elektrycznego. Obserwował proces. Na lekcjach fizyki (elektrodynamiki) szczegółowo omawiają tę koncepcję. Od pola do szarży akcja sił odbywa się:
F = ± qE
Są równe pod względem wielkości i odwrotniez natury kierunku. Wskaźnik całkowitej siły działającej na dipol wynosi zero. Ponieważ taka siła ma wpływ na różne punkty, wskaźnikiem całkowitego momentu będzie:
M = Fa sin a = qEa sin a = pE sin a
dla α, która jest kątem łączącym wektorysiły pola i wektory momentu dipolowego. Ze względu na moment siły, moment dipolowy układu ma tendencję do powrotu do kierunków wektora natężenia pola elektrycznego.
Dipol elektryczny to pojęcie, które należy dobrze zrozumieć. Więcej na ten temat przeczytasz w Internecie. Można go również uczyć na lekcjach fizyki w szkole w 10. klasie, o czym mówiliśmy powyżej.
