双極子は、中心を通る線で結ばれた 2 つの反対の等しい電荷の配置として定義され、双極子の長さはそれらの間の距離です。ランダムな点がどこかに存在すると仮定し、その場所で次の双極子が生成するポテンシャルを知りたいとします。 2 つの電荷があるため、電位はそれぞれの電荷の合計に等しくなります。この投稿では、双極子付近の電位を計算する方法を学びます。
電気双極子
電位は、2 つの電荷があるため、両方の電荷によって生成される電位の合計に等しくなります。この投稿では、双極子付近の電位を計算する方法を見ていきます。ここで、式を得るために、点 P が電荷から遠く離れており、双極子の長さが P の距離よりもかなり短いと想像する必要があります。また、場所間の距離が変化するため、それらの間の電位は可変になります。ご存知のように、可能性と距離は表裏一体です。
電気双極子の記号は.
電気双極子は、電荷の大きさにそれらの間の距離を掛けた積として定義され、次のように数学的に表すことができます:
電気双極子の大きさは次のように表されます:
P=Qd
電気双極子モーメントの方向
電気双極子モーメントは、負電荷から正電荷への明確な移動方向を持つベクトル量です。ただし、このオリエンテーション基準は物理学でのみ使用されることを覚えておくことが重要です。物質の極性は、化学では正から負に反転する必要があります。電気双極子の方向に沿って進む線は、双極子の軸として知られています。
双極子のため、電位 (V) があります
双極子が d で区切られた 2 つの電荷、つまり A での –q と B での +q によって生成されると仮定します。O が AB の中点であると仮定します。 OP =r である各点 P での双極子による電位:
電気双極子モーメントを持つことは何を意味しますか?
基本的には、電気双極子の強度を正確に測定したものです。数学および科学的研究によると、双極子モーメントの大きさは、いずれかの電荷とそれらの間の分離距離「d」の積です。双極子モーメントは、電荷方向が負から正のベクトル測定値であることに注意してください。
双極子の電位エネルギー
双極子では、等しい力と反対の力が互いに打ち消し合うことはわかっていますが、系に平行に作用するトルクが系を回転させます。
p が一様電場 E と整列していない双極子モーメントを表す場合、トルクは E を p に整列させる役割を果たし、その大きさは次のとおりです。
ダイポールの物理的重要性
電気双極子は、静電学と化学の両方で重要です。ほとんどの分子の正電荷と負電荷の中心は同じ場所にあるため、2 つの電荷間の距離はゼロです。ゼロ双極子モーメント カテゴリには、二酸化炭素とメタンが含まれます。このタイプの分子は、非極性分子として知られています。正電荷と負電荷の中心が一致しないため、極性分子は永続的な双極子モーメントを示します。極性分子は、正電荷の質量中心が負電荷の質量中心と一致しない分子です。
非極性分子は、正電荷の重心が負電荷の重心と同じ分子です。
極性化合物には永久双極子モーメントがあります。これらの双極子は、外部電場がない場合、ランダムに配向します。電界が印加されると、極性分子は電界の方向に整列します。システムの正味電荷がゼロであっても、電界が存在しない、または存在しないという意味ではありません。これは、電気双極子モーメントを使用して実証されました。その結果、電気双極子を調査する方法を学ぶことが不可欠です。分極を理解することは、双極子と双極子モーメントを理解するのに役立ちます。
結論
2 つの電荷があるため、電位は両方の電荷によって生成される電位の合計に等しくなります。この投稿では、双極子付近の電位を計算する方法を見ていきます。双極子は、中心を通る線で結ばれた 2 つの反対の等しい電荷の配置として定義され、双極子の長さはそれらの間の距離です。物理学の章では、数値的および直接的な導出が非常に重視されているため、重要なトピックをスキップしないことをお勧めします。この試験では、コンデンサに蓄えられたエネルギー、電気双極子によるポテンシャル、電荷系のポテンシャル エネルギーなどの導出またはトピックに関する追加の質問が出題されます。試験には、数字に関する短答問題と長文問題の両方が含まれます。複雑なコンデンサの組み合わせが試験でテストされ、プレートの実効静電容量または電荷が決定されるため、すべての学生は資料を徹底的に学習することをお勧めします。
