Co je dipólový moment?
Dipol je neutrální systém obsahující dvě opačně nabité části. Například molekula vody je neutrální jako celek, ale jeden z jejích konců je pozitivně nabitý, zatímco druhý je negativně nabitý. Takový objekt může ovlivnit jiné nabité objekty elektromagnetickými silami. Dipolový moment dipólu je vektorové množství popisující sílu tohoto vlivu. Jeho velikost se rovná velikosti každého náboje, vynásobené vzdáleností mezi dvěma částmi systémů.
Síla síly vyvíjené dipólem na vzdálenou částici může být aproximována pomocí rovnice F = 2 * pkq / r3 . Zde je p dipólový moment, k je Coulombova konstanta, q je velikost čisté náboje na vzdálené částici a r je separace mezi středem dipólu a vzdálené částice. Tato aproximace je téměř dokonalá na podélné ose systému, pokud je r značně větší než oddělení mezi dvěma složkami dipólu. U částic daleko od této osy aproximace přecenila sílu až o faktor 2.
Einsteinova teorie relativity spojuje elektrické síly s magnetickými silami. Magnetické pole tyčového magnetu lze aproximovat dipólem magnetických nábojů, jeden poblíž severního pólu magnetu a druhý poblíž jižního pólu. Takové seskupení se nazývá magnetický dipól a vliv, který působí na vzdálený náboj pohybující se kolmo k poli, lze aproximovat jako 2 * μqs / r3 , kde μ je magnetický dipólový moment as je rychlost.
Elektrický proud, který se pohybuje v kruhovém drátu, vytváří magnetické pole podobné magnetu s krátkým pruhem. Magnetický dipólový moment takového drátu má velikost I * A , kde I je proud drátu a A je oblast, kterou ve vesmíru sleduje. Na atomové úrovni je magnetismus často vnímán jako vznikající z pohybu elektronů podél zakřivených cest. Velikost magnetického dipólového momentu pro takovou částici se rovná q * s / (2r) , kde q je velikost náboje, s je rychlost částice a r je poloměr dráhy.
Kromě kvantifikace síly dipólu na vzdálené nabité částice je dipólový moment užitečný pro stanovení síly, kterou na dipól působí vnější pole. Například mikrovlnná trouba vytváří krátkodobá, měnící se elektrická pole. Tato pole způsobují točení molekul vody, což jsou elektrické dipóly. Tento rotační pohyb vede ke stoupající teplotě, která vaří jídlo. Maximální točivý moment působící na dipól vnějším polem je jednoduše výsledkem dipólového momentu a intenzity pole.