विद्युत द्विध्रुव क्या है? — भौतिकी

परिभाषा 27.6 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 1 · अध्याय 27 — विद्युत विभव; चालक और संधारित्र

दो विपरीत आवेश, $-q$ जो $N$ पर हो और $+q$ जो $P$ पर, $a = NP$ की दूरी पर, मिलकर द्विध्रुव आघूर्ण $\vect p = q\,\vect{NP}$ ( $\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ) का एक विद्युत द्विध्रुव बनाते हैं, जो $-$ से $+$ की ओर संकेत करता है। द्विध्रुव सन्निकटन उसके क्षेत्र का अध्ययन दूरियों $r \gg a$ पर करना है। जिस अणु के धनात्मक और ऋणात्मक आवेश के केंद्र संपाती न हों (पानी, $p = 6.2 \times 10^{-30}\,\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ) वह कोई द्विध्रुव है; और किसी क्षेत्र में रखा कोई उदासीन परमाणु द्विध्रुव बन जाता है (प्रेरित द्विध्रुव)।

बाएँ: द्विध्रुव सन्निकटन की ज्यामिति — M, जो केंद्र O से r दूरी पर और कोण पर देखा गया है, p से नापकर, और उसके त्रिज्य तथा लंबत्रिज्य क्षेत्र-घटक। दाएँ: दाईं ओर संकेत करते किसी द्विध्रुव की क्षेत्र-रेखाएँ (नीली, r 2) और समविभव (नारंगी, r √| |); और O से जाता, p पर लंब तल ही समविभव V = 0 है। — बाएँ: द्विध्रुव सन्निकटन की ज्यामिति — $M$ , जो केंद्र $O$ से $r$ दूरी पर और $\theta$ कोण पर देखा गया है, $\vect p$ से नापकर, और उसके त्रिज्य तथा लंबत्रिज्य क्षेत्र-घटक। दाएँ: दाईं ओर संकेत करते किसी द्विध्रुव की क्षेत्र-रेखाएँ (नीली, $r \propto \sin^2\theta$ ) और समविभव (नारंगी, $r \propto \sqrt{|\cos\theta|}$ ); और $O$ से जाता, $\vect p$ पर लंब तल ही समविभव $V = 0$ है।

उदाहरण

उदाहरण 27.9 (कंघी काग़ज़ को क्यों खींचती है)

कोई आवेशित कंघी ऐसा क्षेत्र बनाती है जो दूरी के साथ गिरता जाता है; और काग़ज़ का कोई उदासीन टुकड़ा उससे ध्रुवित हो जाता है ( $\vect E$ के अनुदिश प्रेरित द्विध्रुव), और किसी पंक्तिबद्ध द्विध्रुव पर बल $p\,\dd E/\dd x$ उसे प्रबल क्षेत्र वाले भाग की ओर खींच लेता है: यानी कंघी की ओर। कंघी के आवेश का चिह्न इसमें कोई भूमिका नहीं निभाता; वही क्रियाविधि गुब्बारे को दीवार पर थामे रखती है और पानी की धार को मोड़ देती है। पानी के अणुओं के लिए, $1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m}$ के किसी क्षेत्र में $pE$ $6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}$ है, यानी कमरे के ताप पर के $k_BT$ से $600$ गुना कम: अतः तापीय उछल-कूद के बाद केवल थोड़ा-सा परिणामी पंक्तिबद्ध होना ही बचता है (अभ्यास 27.7)।

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