O que é um momento dipolo?

Um dipolo é um sistema neutro compreendendo duas partes de carga oposta. Por exemplo, uma molécula de água é neutra como um todo, mas uma de suas extremidades é carregada positivamente, enquanto a outra é negativamente carregada. Esse objeto pode influenciar outros objetos carregados através de forças eletromagnéticas. O momento dipolar de um dipolo é uma quantidade vetorial que descreve a força dessa influência. Seu tamanho é igual à magnitude de cada carga, multiplicada pela distância entre os sistemas duas partes. Aqui, p é o momento do dipolo, k é constante de Coulomb, q é o tamanho da carga líquida na partícula distante e r é a separação entre o centro do dipolo e a partícula distante. Essa aproximação é quase perfeita no eixo longitudinal do sistema, desde que r seja significativamente maior que o separation entre os dois componentes do dipolo. Para partículas distantes deste eixo, a aproximação superestima a força até um fator de 2.

A teoria da relatividade de

Einstein liga as forças elétricas às forças magnéticas. O campo magnético de um ímã de barra pode ser aproximado por um dipolo de cargas magnéticas, uma perto do pólo norte do ímã, o outro próximo ao pólo sul. Tal conjunto é chamado de dipolo magnético e a influência que exerce em uma carga distante que se move perpendicular ao campo pode ser aproximada como 2*μqs/r 3 , onde μ é o momento do dipolo magnético e S é a velocidade.

Uma corrente elétrica que se move em um fio circular gera um campo magnético semelhante ao de um ímã de barra curto. O momento dipolar magnético de tal fio tem magnitude i*a , onde i é a corrente do fio e a é a áreaEle rastreia no espaço. No nível atômico, o magnetismo é frequentemente visto como decorrente do movimento de elétrons ao longo de caminhos curvos. O tamanho do momento dipolar magnético para tal partícula é igual a q*s/(2r) , onde q é o tamanho da carga, s é a velocidade da partícula e r é o raio do caminho.

Além de quantificar a força de um dipolo em partículas carregadas distantes, o momento dipolar é útil para determinar a força que um campo externo exerce em um dipolo. Por exemplo, um forno de microondas cria campos elétricos de vida curta e variável. Esses campos causam moléculas de água, que são dipolos elétricos, giram. Esse movimento rotacional leva ao aumento da temperatura, que cozinha os alimentos. O torque máximo exercido em um dipolo por um campo externo é simplesmente o produto do momento dipolar e a força do campo.