สนามไดโพลคืออะไร?

ในวิชาฟิสิกส์นั้นมีสองประเภทหลักของไดโพลคือไดโพลแม่เหล็กและไดโพลไฟฟ้า แนวคิดพวกเขามีความคล้ายคลึงกันในคำว่าไดโพลหมายความว่า“ มีสองขั้ว” สนามไดโพลคือผลรวมของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากไดโพลที่ทุกจุดในพื้นที่โดยไม่คำนึงว่าเป็นไดโพลไฟฟ้าหรือขั้วแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กของโลกสามารถแสดงด้วยไดโพล

ไฟฟ้าไดโพลคือชุดของประจุที่เท่ากันและตรงข้าม, ด้านหนึ่งเป็นบวกและลบด้านใดด้านหนึ่ง อะตอมไฮโดรเจนเป็นไดโพลเนื่องจากมีโปรตอนที่มีประจุบวกหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบหนึ่งตัว อย่างไรก็ตามโมเลกุลของน้ำก็เป็นไดโพลด้วยเช่นกันเพราะอิเล็กตรอนถูกดึงดูดเข้าสู่อะตอมออกซิเจนมากกว่าอะตอมไฮโดรเจนที่เสถียรสองตัว

สนามไดโพลที่ล้อมรอบไดโพลไฟฟ้าคือสนามไฟฟ้าทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากแรงไฟฟ้าเนื่องจากประจุทั้งสองที่อยู่ภายในไดโพลทำหน้าที่ประจุทดสอบที่เป็นบวกในทุก ๆ จุดในพื้นที่ สนามไฟฟ้านี้ประกอบด้วยแรงที่ประจุทดสอบบวกนั้นหารด้วยขนาดของประจุและมันอยู่ในทิศทางของแรง สิ่งนี้สามารถมองเห็นได้ง่ายโดยการวาดลูกศรเพื่อแสดงขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในทุก ๆ จุดจากนั้นวาดเส้นสนามขนานกับทิศทางของแรงจากประจุหนึ่งไปยังอีกประจุหนึ่ง ขนาดและทิศทางของผลรวมของแรงเหล่านี้คือสนามไดโพล

ไดโพลแม่เหล็กนั้นเป็นแม่เหล็กแท่งและมีขั้วที่แตกต่างกันสองขั้วคือทิศเหนือและทิศใต้ สนามไดโพลตามแม่เหล็กไดโพลคือสนามแม่เหล็กทั้งหมดที่สร้างขึ้นจากแรงแม่เหล็กทุกจุดในพื้นที่ แม่เหล็กทั้งหมดเป็นไดโพลในธรรมชาติ หนึ่งในสี่สมการทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่พัฒนาโดย James Maxwell กล่าวว่าไม่มีสิ่งใดที่เรียกว่า monopole แบบแม่เหล็ก

ในธรณีฟิสิกส์สนามแม่เหล็กของโลกสามารถแสดงเป็นสนามไดโพลที่มีเส้นสนามแม่เหล็กที่ยื่นออกมาจากขั้วโลกใต้ทางภูมิศาสตร์ไปยังขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ ความแข็งแรงของสนามไดโพลอยู่ที่จุดสูงสุดเมื่อเส้นสนามอยู่ใกล้กันเช่นเดียวกับที่ขั้วเหนือและใต้และอ่อนลงเมื่อเส้นสนามห่างกันมากขึ้น เส้นที่ลากผ่านกลางสนามไดโพลที่เส้นศูนย์สูตรของโลกหมายถึงระนาบเส้นศูนย์สูตรและตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็ก