Wat is Elektrische dipool? — Natuurkunde

Definitie 27.6 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 27 — Elektrische potentiaal; geleiders en condensatoren

Twee tegengestelde ladingen $-q$ in $N$ en $+q$ in $P$ , op afstand $a = NP$ van elkaar, vormen een elektrische dipool met dipoolmoment $\vect p = q\,\vect{NP}$ ( $\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ), gericht van $-$ naar $+$ . De dipoolbenadering is de studie van zijn veld op afstanden $r \gg a$ . Een molecuul waarvan de zwaartepunten van positieve en negatieve lading niet samenvallen (water, $p = 6.2 \times 10^{-30}\,\mathrm{C}\,\mathrm{m}$ ) is een dipool; een neutraal atoom in een veld wordt er een (geïnduceerde dipool).

Links: de meetkunde van de dipoolbenadering — M gezien vanuit het midden O op afstand r en onder hoek met p, met de radiale en orthoradiale veldcomponenten. Rechts: veldlijnen (blauw, r 2) en equipotentialen (oranje, r √| |) van een dipool die naar rechts wijst; het vlak door O loodrecht op p is de equipotentiaal V = 0. — Links: de meetkunde van de dipoolbenadering — $M$ gezien vanuit het midden $O$ op afstand $r$ en onder hoek $\theta$ met $\vect p$ , met de radiale en orthoradiale veldcomponenten. Rechts: veldlijnen (blauw, $r \propto \sin^2\theta$ ) en equipotentialen (oranje, $r \propto \sqrt{|\cos\theta|}$ ) van een dipool die naar rechts wijst; het vlak door $O$ loodrecht op $\vect p$ is de equipotentiaal $V = 0$ .

Voorbeelden

Voorbeeld 27.9 (Waarom de kam het papier aantrekt)

Een geladen kam wekt een veld op dat met de afstand afneemt; een snipper papier, neutraal, wordt erdoor gepolariseerd (geïnduceerde dipool langs $\vect E$ ), en de kracht $p\,\dd E/\dd x$ op een uitgelijnde dipool trekt hem naar het gebied met sterk veld: de kam. Het teken van de lading van de kam doet er niet toe; hetzelfde mechanisme houdt de ballon tegen de muur en laat de waterstraal afbuigen. Voor watermoleculen is $pE$ in een veld van $1\,\mathrm{MV}/\mathrm{m}$ gelijk aan $6 \times 10^{-24}\,\mathrm{J}$ , $600$ keer minder dan $k_BT$ bij kamertemperatuur: alleen een lichte netto uitlijning overleeft het thermische buitelen (Oefening 27.7).

Lees in het hoofdstuk →

Voorbeelden

Verwante begrippen