¿Qué es un momento dipolo?

Un dipolo es un sistema neutral que comprende dos partes cargadas de oposición. Por ejemplo, una molécula de agua es neutral en su conjunto, pero uno de sus fines se carga positivamente, mientras que la otra tiene carga negativa. Tal objeto puede influir en otros objetos cargados a través de fuerzas electromagnéticas. El momento dipolo de un dipolo es una cantidad vectorial que describe la resistencia de esta influencia. Su tamaño es igual a la magnitud de cada carga, multiplicada por la distancia entre los sistemas dos partes.

La resistencia de la fuerza ejercida por un dipolo en una partícula distante puede aproximarse usando la ecuación F = 2*PKQ/R 3 . Aquí, P es el momento dipolo, k es la constante de Coulomb, Q es el tamaño de la carga neta en la partícula distante, y r es la separación entre el centro del dipolo y la partícula distante. Esta aproximación es casi perfecta en el eje longitudinal del sistema siempre que r sea significativamente mayor que la separaciónn entre los dos componentes del dipolo. Para partículas lejos de este eje, la aproximación sobreestima la fuerza hasta un factor de 2.

La teoría de la relatividad de

Einstein vincula las fuerzas eléctricas con las fuerzas magnéticas. El campo magnético de un imán de barra puede aproximarse por un dipolo de cargas magnéticas, uno cerca del polo norte del imán, el otro cerca del Polo Sur. Tal ensamblaje se llama dipolo magnético y la influencia que ejerce en una carga distante que se mueve perpendicular al campo puede aproximarse como 2*μQS/R 3 , donde μ es el momento dipolar magnético y s es la velocidad.

.

Una corriente eléctrica que se mueve en un cable circular genera un campo magnético similar al de un imán de barra corta. El momento dipolar magnético de este cable tiene magnitud i*a , donde i es la corriente del cable y a es el áreaSe traza en el espacio. A nivel atómico, el magnetismo a menudo se considera que surge del movimiento de los electrones a lo largo de las rutas curvas. El tamaño del momento dipolo magnético para dicha partícula es igual a q*s/(2r) , donde q es el tamaño de la carga, s es la velocidad de la partícula, y r es el radio de la ruta.

Además de cuantificar la fuerza de un dipolo en partículas cargadas distantes, el momento dipolo es útil para determinar la fuerza que ejerce un campo externo sobre un dipolo. Por ejemplo, un horno de microondas crea campos eléctricos de corta duración y variable. Estos campos hacen que las moléculas de agua, que son dipolos eléctricos, giren. Este movimiento de rotación conduce a la temperatura creciente, que cocina los alimentos. El par máximo ejercido sobre un dipolo por un campo externo es simplemente el producto del momento dipolo y la resistencia al campo.