Wat is een magnetische dipool?
Een magnetische dipool kan worden beschouwd als de fundamentele waarneembare eenheid van magnetisme. Het meest intuïtief bestaat een dipool uit twee gelijke maar tegengesteld geladen punten of polen. De interactie tussen deze twee geladen monopolen genereert een vectorveld van kracht in het omringende gebied dat bekend staat als een magnetisch veld. Bekende voorbeelden van magnetische dipolen zijn staafmagneten, elektronen en de planeet Aarde zelf.
Hoewel het vaak het eenvoudigst is om magnetische materialen zoals staafmagneten te beschouwen als twee monopolen met elektrische lading, is dit model niet succesvol in het beschrijven van het gedrag binnen een magneet. Bovendien zijn monopolen nooit daadwerkelijk waargenomen. Integendeel, monopolen zijn hypothetische deeltjes. Interessant is dat het bestaan van monopolen door de theoretische fysica is gepostuleerd en het bestaan en de aard van monopolen een actieve open vraag in de wetenschap is geweest.
Een tweede model waarmee men magnetische dipolen zou kunnen overwegen, is dat van stroomlussen. Hans Christian Oersted ontdekte in 1820 dat een gesloten elektrisch circuit, of gesloten stroomlus, een magnetisch veld genereert. Hij deed dit door een elektrisch geladen draad bij een kompas te plaatsen en op te merken dat de kompasnaald bewoog. De huidige lus creëerde een magnetisch veld dat de magnetische naald of dipool in het kompas beïnvloedde. De dipool van een magnetisch materiaal zoals een staafmagneet kan worden gemodelleerd door de structuur voor te stellen als gevuld met kleine stroomlussen. Modellen die deze stroomlussen gebruiken voorspellen het gedrag binnen magnetische materialen met groot succes.
De sterkte van een dipool wordt gemeten als het magnetische dipoolmoment. Het moment is een vector, wat betekent dat het een grootte of grootte heeft, evenals een richting. Bij het overwegen van magnetische polen, zoals die in een staafmagneet, wordt het magnetische moment (m) gedefinieerd als de sterkte van de polen (p) vermenigvuldigd met de afstand tussen de polen (L), die kan worden weergegeven door de vergelijking m = pL. De richting van het moment wijst van de zuidpool van de magneet naar zijn noordpool.
Het magnetische moment kan ook worden gedefinieerd voor een magnetische dipool die wordt gecreëerd door een elektrische stroom. In dit geval is het magnetische moment gelijk aan de stroom (I) vermenigvuldigd met het gebied binnen de stroomlus (sen), die kan worden weergegeven met de vergelijking m = Is. De richting van dit moment kan worden bepaald door de rechterhandregel. Om deze regel te gebruiken, houdt een persoon zijn of haar rechterhand naar voren en laat zijn of haar vingers in dezelfde richting als de stroom in een vuist buigen of sluiten. De rechterduim van de persoon, indien recht gehouden, zal in de richting van het magnetische dipoolmoment wijzen.