Dipol Alanı Nedir?

Fizikte iki ana dipol tipi vardır: manyetik dipol ve elektrik dipol. Kavramsal olarak, dipol teriminin "iki kutuplu" anlamına gelmesiyle aynıdırlar. Dipol alanı, bir elektrik dipolü veya manyetik dipol olup olmadığına bakılmaksızın, bir alandaki her noktada dipolden kaynaklanan elektrik alanlarının toplamıdır. Dünyanın manyetik alanı bir dipol alanıyla temsil edilebilir.

Elektrikli dipoller, bir tarafı pozitif, diğeri negatif olan herhangi bir eşit ve zıt yük grubudur. Bir hidrojen atomu, bir tane pozitif yüklü proton ve bir tane negatif yüklü elektron içerdiğinden bir dipoldur. Bununla birlikte, bir su molekülü de bir dipoldur, çünkü elektronlar oksijen atomuna iki kararlı hidrojen atomundan daha fazla çekilir.

Bir elektrik dipolünü çevreleyen dipol alanı, bölgenin her noktasında pozitif bir test yüküne etki eden dipol içindeki iki yük nedeniyle elektrik kuvvetinden oluşan toplam elektrik alanıdır. Bu elektrik alanı, bu pozitif test şarjı üzerindeki kuvvete, yükün büyüklüğü ile bölünür ve kuvvet yönündedir. Bu, her noktada elektromanyetik kuvvetin büyüklüğünü temsil etmek için oklar çizerek ve daha sonra kuvvetin yönüne paralel olarak bir yükten diğerine alan çizgileri çizerek kolayca görülebilir. Bu kuvvetlerin toplamının büyüklüğü ve yönü dipol alanıdır.

Manyetik dipol esasen bir çubuk mıknatısıdır ve kuzey ve güney olmak üzere iki farklı kutbu vardır. Bir manyetik dipole göre dipol alanı, alandaki her noktada manyetik kuvvetlerden oluşan toplam manyetik alandır. Tüm mıknatıslar doğada dipoldur. James Maxwell tarafından geliştirilen dört elektromanyetik denklemlerden biri, manyetik bir tekel gibi bir şeyin olmadığını belirtir.

Jeofizikte, Dünya'nın manyetik alanı, coğrafi Güney Kutbu'ndan coğrafi Kuzey Kutbu'na uzanan manyetik alan çizgileri olan bir dipol alanı olarak gösterilebilir. Dipol alanının kuvveti, kuzey ve Güney kutuplarında olduğu gibi, saha çizgileri birbirine yaklaştığında maksimumdur ve saha çizgileri birbirinden uzaklaştıkça zayıflar. Dipol alanının ortasından geçen, Dünya ekvatorunda çizilen bir çizgi ekvatoral düzlemi temsil eder ve manyetik alan çizgilerine diktir.