ダイポールフィールドとは

物理学では、磁気双極子と電気双極子の2つの主なタイプの双極子があります。 概念的には、双極子という用語は「2つの極を持つ」という意味で似ています。双極子フィールドは、電気双極子か磁気双極子かに関係なく、エリア内のすべてのポイントで双極子から生じる電場の合計です。地球の磁場は、双極子場で表すことができます。

電気双極子は、正電荷と逆電荷の任意のセットです。 水素原子は、1つの正に帯電した陽子と1つの負に帯電した電子を持つため、双極子です。 ただし、電子は2つの安定した水素原子よりも酸素原子に引き寄せられるため、水分子も双極子です。

電気双極子を取り巻く双極子場は、領域内のすべてのポイントで正のテスト電荷に作用する双極子内の2つの電荷による電気力で構成される合計電場です。 この電界は、正のテスト電荷にかかる力を電荷の大きさで割ったものであり、力の方向にあります。 これは、各点での電磁力の大きさを表す矢印を描いてから、ある電荷から他の電荷への力の方向に平行な磁力線を描くことで簡単に見ることができます。 これらの力の合計の大きさと方向が双極子場です。

磁気双極子は基本的に棒磁石であり、北と南の2つの異なる極を持っています。 磁気双極子による双極子場は、エリア内のすべてのポイントでの磁力で構成される合計磁場です。 すべての磁石は本質的に双極子です。 James Maxwellが開発した4つの電磁方程式の1つは、磁気単極子のようなものは存在しないと述べています。

地球物理学では、地球の磁場は、地理的な南極から地理的な北極まで延びる磁力線を持つ双極子場として表すことができます。 双極子場の強さは、北極と南極のように、磁力線が互いに近くなると最大になり、磁力線が離れると弱くなります。 地球の赤道にある双極子場の中央を通る線は、赤道面を表し、磁力線に垂直です。