Qu'est-ce que « Dipôle électrique » ? — Physique

Définition 27.6 Physique universitaire — 1re année · Chapitre 27 — Potentiel électrique ; conducteurs et condensateurs

Deux charges opposées, $-q$ en $N$ et $+q$ en $P$ , distantes de $a = NP$ , forment un dipôle électrique de moment dipolaire $\vect p = q\,\vect{NP}$ ( $\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ), dirigé du $-$ vers le $+$ . L’approximation dipolaire est l’étude de son champ aux distances $r \gg a$ . Une molécule dont les barycentres des charges positives et négatives ne coïncident pas (l’eau, $p = 6.2 \times 10^{-30}\,\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ) est un dipôle ; un atome neutre plongé dans un champ en devient un (dipôle induit).

À gauche : la géométrie de l’approximation dipolaire — M vu depuis le centre O à la distance r et sous l’angle à partir de p, avec les composantes radiale et orthoradiale du champ. À droite : lignes de champ (en bleu, r 2) et équipotentielles (en orange, r √| |) d’un dipôle dirigé vers la droite ; le plan passant par O et perpendiculaire à p est l’équipotentielle V = 0. — À gauche : la géométrie de l’approximation dipolaire — $M$ vu depuis le centre $O$ à la distance $r$ et sous l’angle $\theta$ à partir de $\vect p$ , avec les composantes radiale et orthoradiale du champ. À droite : lignes de champ (en bleu, $r \propto \sin^2\theta$ ) et équipotentielles (en orange, $r \propto \sqrt{|\cos\theta|}$ ) d’un dipôle dirigé vers la droite ; le plan passant par $O$ et perpendiculaire à $\vect p$ est l’équipotentielle $V = 0$ .

Exemples

Exemple 27.9 (Pourquoi le peigne attire le papier)

Un peigne chargé crée un champ qui décroît avec la distance ; un morceau de papier, neutre, y est polarisé (dipôle induit selon $\vect E$ ), et la force $p\,\dd E/\dd x$ sur un dipôle aligné l’attire vers la région de champ intense : le peigne. Le signe de la charge du peigne est indifférent ; le même mécanisme colle le ballon au mur et fait dévier le filet d’eau. Pour une molécule d’eau, $pE$ dans un champ de $1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m}$ vaut $6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}$ , $600$ fois moins que $k_BT$ à température ambiante : seul un léger alignement moyen survit à l’agitation thermique (Exercice 27.7).

Lire dans le chapitre →

Exemples

Termes liés