Co to jest chwila dipola?
Dipol to neutralny system składający się z dwóch przeciwnie naładowanych części. Na przykład cząsteczka wody jest neutralna jako całość, ale jeden jej koniec jest naładowany dodatnio, podczas gdy drugi jest naładowany ujemnie. Taki obiekt może wpływać na inne naładowane obiekty za pomocą sił elektromagnetycznych. Moment dipolowy dipola jest wielkością wektorową opisującą siłę tego wpływu. Jego rozmiar jest równy wielkości każdego ładunku pomnożonej przez odległość między dwiema częściami układu.
Siła siły wywieranej przez dipol na odległą cząstkę może być aproksymowana za pomocą równania F = 2 * pkq / r3 . Tutaj p jest momentem dipolowym, k jest stałą Coulomba, q jest rozmiarem ładunku netto na odległej cząstce, zaś r jest separacją między środkiem dipola i odległej cząstki. To przybliżenie jest prawie idealne na osi wzdłużnej układu, o ile r jest znacznie większy niż odległość między dwoma składnikami dipola. W przypadku cząstek znajdujących się daleko od tej osi przybliżenie przecenia siłę aż o współczynnik 2.
Teoria względności Einsteina łączy siły elektryczne z siłami magnetycznymi. Pole magnetyczne magnesu prętowego może być aproksymowane przez dipol ładunków magnetycznych, jeden w pobliżu północnego bieguna magnesu, drugi w pobliżu bieguna południowego. Taki zespół nazywa się dipolem magnetycznym, a wpływ, jaki wywiera na odległy ładunek poruszający się prostopadle do pola, można oszacować jako 2 * μqs / r3 , gdzie μ jest momentem dipola magnetycznego is s prędkością.
Prąd elektryczny poruszający się w okrągłym drucie wytwarza pole magnetyczne podobne do pola magnesu z krótkim prętem. Magnetyczny moment dipolowy takiego drutu ma wielkość I * A , gdzie I jest prądem drutu, a A jest obszarem, który on śledzi w przestrzeni. Na poziomie atomowym magnetyzm często postrzegany jest jako wynikający z ruchu elektronów wzdłuż zakrzywionych ścieżek. Wielkość magnetycznego momentu dipolowego dla takiej cząstki wynosi q * s / (2r) , gdzie q jest rozmiarem ładunku, s jest prędkością cząstki, a r jest promieniem ścieżki.
Oprócz ilościowego określenia siły dipola na odległych naładowanych cząsteczkach, moment dipola jest przydatny do określania siły, jaką wywiera pole zewnętrzne na dipol. Na przykład kuchenka mikrofalowa wytwarza krótkotrwałe, zmienne pola elektryczne. Pola te powodują wirowanie cząsteczek wody, które są dipolami elektrycznymi. Ten ruch obrotowy prowadzi do wzrostu temperatury, która gotuje jedzenie. Maksymalny moment obrotowy wywierany na dipol przez pole zewnętrzne jest po prostu iloczynem momentu dipolowego i siły pola.