一様電界における双極子のトルクの理解
正電荷と負電荷が分離すると、電気双極子が発生します。
均一な電場で電気双極子に作用するトルクの影響を理解する前に、まず均一な電場で電気双極子に作用するトルクの特性を理解する必要があります。 .何よりもまず、トルクと電気双極子の把握を見直しましょう。
トルク
トルクは、その方向と軸上の力の方向が通常その方向を決定するベクトル量です。トルク ベクトルの大きさは、次の方法で決定されると述べられています。
As:τ =FrsinΘ
文字 r はモーメント アームの長さを表し、Θ は力ベクトルとモーメント アームの間の角度を表します。
電気双極子のトルク
双極子は電荷分離とほとんど同じです。他のベクトルとは異なり、電気双極子のモーメントには特定の方向、つまり負の電荷から正の電荷への方向があります。
それは p=qd として与えられます
均一な電場がある場合、電気双極子のトルクはゼロです。
ここで、電荷を持つ双極子を想定します:+q と –q は、距離 d で分離されているため、双極子を形成します。この場合、双極子は、本質的に均一で十分な強度を持つ電場 (E で表される) に配置する必要があります。ここで、双極子の軸は電場に対して角度 θ を生成します。
一様な外部場における電気双極子
双極子の位置エネルギー Ue =−pE cos θ またはベクトル表記で Ue =–pE.
一様電界における双極子のトルクは?
たとえば、+q と –q の電荷を持つ双極子を考えます。 dで示される距離があるため、両方とも双極子を作成します。双極子の軸がその電場に対して直角になるように、E 強度の本質的に均一な電場に浸すことができます。
トルクは、軸を中心に物体を完全に回転させる力の単位です。
電気双極子とは、大きさが似ているが性質が反対で、互いに距離「d」を維持する電荷の電気ペアを指します。電荷は同じ大きさの 2 つの同一の力を受けるため、双極子のトルクは次のように計算できます。
トルク (τ) =力 × 分離力の距離
双極子が電気的であるか磁気的であるかに関係なく、それらはすべて、ベクトル変数である双極子モーメントによって区別できます。単純な電気双極子の場合、電気双極子モーメントは - 電荷から + 電荷に向かう傾向があり、各電荷の強度に電荷間の変位を掛けた値に対応する大きさの値を維持すると言えます。より具体的には、例えば生成電荷間の距離が 0 に収束する双極子のモーメントを定義しながら、常に「双極子限界」を考慮するように定義することができます。
システム内の正電荷と負電荷の分離は、電気双極子のモーメントによって測定されます。これは、システムの全体的な極性を測定することになっています。クーロンメートル (Cm) は、SI 系における電気双極子のモーメントの測定単位です。デバイは D と略され、原子物理学と化学で広く使用されている単位です。
結論
ここでは、一様な電場における双極子のトルク一様な電場で双極子を定義します 仮説;それは、互いに無限に接近している2つの反対の等しい電荷で構成されています。双極子の電荷は異なりますが、電荷分離よりもはるかに離れた距離で測定すると、双極子は実際の電場の適切な近似値を提供します。双極子は、通常、負電荷から正電荷に向かうベクトルとして表されます。
