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Physique · পরিভাষা

Dipôle électrique কী?

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

Deux charges opposées, −q-q en NN et +q+q en PP, distantes de a=NPa = NP, forment un dipôle électrique de moment dipolaire p→=q NP→\vect p = q\,\vect{NP} (C m\mathrm{C}\,\mathrm{m}), dirigé du −- vers le ++. L’approximation dipolaire est l’étude de son champ aux distances r≫ar \gg a. Une molécule dont les barycentres des charges positives et négatives ne coïncident pas (l’eau, p=6.2×10−30 C mp = 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 — MM vu depuis le centre OO à la distance rr et sous l’angle θ\theta à partir de p→\vect p, avec les composantes radiale et orthoradiale du champ. À droite : lignes de champ (en bleu, r∝sin⁡2θr \propto \sin^2\theta) et équipotentielles (en orange, r∝∣cos⁡θ∣r \propto \sqrt{|\cos\theta|}) d’un dipôle dirigé vers la droite ; le plan passant par OO et perpendiculaire à p→\vect p est l’équipotentielle V=0V = 0.

উদাহরণ

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 E→\vect E), et la force p  ⁣dE/ ⁣dxp\,\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, pEpE dans un champ de 1 MV/m1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m} vaut 6×10−24 J6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}, 600600 fois moins que kBTk_BT à température ambiante : seul un léger alignement moyen survit à l’agitation thermique (Exercice 27.7).

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