الكهرومغناطيسية
ثنائي قطب كهربائي
اسحب شحنة الاختبار — خطوط المجال تجري من + إلى − والقوة تتبع F = qE.
ثنائي قطب كهربائي — محاكاة الكهرومغناطيسية تفاعلية. اسحب شحنة الاختبار — خطوط المجال تجري من + إلى − والقوة تتبع F = qE. مختبر فيزياء افتراضي مجاني يعمل في المتصفح مع قياسات حية بوحدات النظام الدولي وشرح موجّه.
ثنائي القطب الكهربائي
اسحب شحنة الاختبار — خطوط المجال تمتد من + إلى − والقوة تتبع F = qE.
شحنتان متقابلتان (+ و−) تنشئان مجال ثنائي القطب: الخطوط تخرج من الشحنة الموجبة وتنتهي عند السالبة. اسحب شحنة الاختبار وراقب F = qE تشير على امتداد اتجاه المجال المحلي. على المحور يهبط المجال أسرع من شحنة مفردة؛ خارج المحور ينحني. قطبية الجزيئات وأنماط إشعاع الهوائيات هي فيزياء ثنائي القطب.
- E من + و −
- F = qE
موجز التحقيق
خطط للسؤال قبل فتح المختبر
تعكس المقدمة الصفحة المُصيّرة مسبقًا: سؤال القيادة، والتوقعات المتنافسة، وأدوار المتغيرات، والقوانين الحاكمة، والتجهيز، والتحليل، وأسئلة التوسع تبقى مرئية وبهذا الترتيب.
السؤال القائد
شحنة موجبة وأخرى سالبة مساوية تفصلهما مسافة ثابتة. عند المنتصف بينهما، هل يلغي مجالاهما بعضهما أم يجتمعان؟
توقعات للموازنة
- يتلاغى المجالان بالضبط عند المنتصف.
- المجالان متعامدان فلا يجتمعان ببساطة ولا يتلاغيان.
- يجتمع المجالان — الشحنتان كلتاهما تدفعان/تجذبان شحنة اختبار في الاتجاه نفسه عند المنتصف.
أدوار المتغيرات
ما تضبطه:
- نصف الفصل s (m)
ما تقيسه:
- شدة المجال عند المنتصف E (N/C)
كيف يجري التحقيق
- افتح تجربة ثنائي القطب واضغط إعادة. الشحنتان ±3 nC.
- فعّل قراءة شدة المجال عند المنتصف.
- اضبط نصف مسافة الفصل بين كل شحنة والمنتصف لكل تجربة، وسجل شدة المجال هناك.
المعادلة الحاكمة
التراكب عند منتصف ثنائي القطب — E = k·q/r²
المجال الصافي من شحنتين هو المجموع المتجهي لمجال كل منهما على حدة (التراكب). عند منتصف ثنائي القطب، يشير مجال الشحنة الموجبة مبتعدًا عنها ويشير مجال الشحنة السالبة نحوها — كلاهما في الاتجاه نفسه — فيجتمعان: E = 2kq/s².
ما يطلب من الطلاب استخراجه في ورقة العمل القابلة للطباعة
- لمحاولة واحدة، احسب E = 2kq/s² باستخدام k = 8.99×10⁹ N·m²/C² و q = 3 nC. قارن بالجدول.
- اشرح لماذا يظهر عامل 2: عند المنتصف، مجال الشحنة الموجبة إلى الخارج ومجال السالبة إلى الداخل يشيران إلى الاتجاه نفسه، فتجتمع مقدرتاهما بدل التلاغي.
أين يظهر هذا خارج المختبر
- بعيدًا عن ثنائي القطب (مسافة أكبر بكثير من الفصل)، يهبط المجال أسرع من 1/r² — قرب 1/r³ — لأن مجالي الشحنتين يتلاغيان تقريبًا. اشرح لماذا يجعل التلاغي شبه التام عند المسافات الكبيرة المجال أضعف من مجال شحنة نقطية مفردة.
- تتصرف جزيئات الماء كثنائيات أقطاب كهربائية دقيقة (جانب موجب قليلًا وآخر سالب قليلًا). اشرح لماذا تساعد هذه الطبيعة الثنائية الماءَ على إذابة المركبات الأيونية كالملح.
- AP Physics 2 — Unit 10: Electric Force, Field, and Potential
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 8: Electric Charges, Fields, and Gauss's Law
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- أهلًا بك في ثنائي القطب
- حدد شحنة الاختبار
- اضغط تشغيل
- مجال ثنائي القطب
- افتح لوحة الخصائص
- أحسنت!
افتح المحاكاة التفاعلية لبناء المشهد، واضغط تشغيل، واستكشف بقياسات حية وشرح موجّه.