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Física · পরিভাষা

Dipolo eléctrico কী?

Definición 27.6 Física universitaria — primer año · অধ্যায় 27 — El potencial eléctrico; conductores y condensadores

Dos cargas opuestas, −q-q en NN y +q+q en PP, separadas una distancia a=NPa = NP, forman un dipolo eléctrico de momento dipolar p→=q NP→\vect p = q\,\vect{NP} (C m\mathrm{C}\,\mathrm{m}), dirigido del −- al ++. La aproximación dipolar es el estudio de su campo a distancias r≫ar \gg a. Una molécula cuyos centros de carga positiva y negativa no coinciden (el agua, p=6.2×10−30 C mp = 6.2 \times 10^{-30}\,\mathrm{C}\,\mathrm{m}) es un dipolo; un átomo neutro en un campo se convierte en uno (dipolo inducido).

A la izquierda: la geometría de la aproximación dipolar — M visto desde el centro O a la distancia r y bajo el ángulo  respecto de p, con las componentes radial y ortorradial del campo. A la derecha: líneas de campo (azul, r 2) y equipotenciales (naranja, r √| |) de un dipolo dirigido hacia la derecha; el plano que pasa por O perpendicular a p es la equipotencial V = 0.
A la izquierda: la geometría de la aproximación dipolar — MM visto desde el centro OO a la distancia rr y bajo el ángulo θ\theta respecto de p→\vect p, con las componentes radial y ortorradial del campo. A la derecha: líneas de campo (azul, r∝sin⁡2θr \propto \sin^2\theta) y equipotenciales (naranja, r∝∣cos⁡θ∣r \propto \sqrt{|\cos\theta|}) de un dipolo dirigido hacia la derecha; el plano que pasa por OO perpendicular a p→\vect p es la equipotencial V=0V = 0.

উদাহরণ

Ejemplo 27.9 (Por qué el peine atrae al papel)

Un peine cargado crea un campo que decrece con la distancia; un trocito de papel, neutro, queda polarizado por él (dipolo inducido según E→\vect E), y la fuerza p  ⁣dE/ ⁣dxp\,\dd E/\dd x sobre un dipolo alineado lo atrae hacia la región de campo intenso: el peine. El signo de la carga del peine es indiferente; el mismo mecanismo mantiene el globo en la pared y desvía el hilo de agua. Para las moléculas de agua, pEpE en un campo de 1 MV/m1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m} vale 6×10−24 J6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}, 600600 veces menos que kBTk_BT a temperatura ambiente: solo sobrevive una ligera alineación neta al revoltijo térmico (Ejercicio 27.7).

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