Elektromagnetismus
Elektrický dipól
Přetáhni zkušební náboj — indukční čáry běží od + k − a síla odpovídá F = qE.
Elektrický dipól — interaktivní simulace Elektromagnetismus. Přetáhni zkušební náboj — indukční čáry běží od + k − a síla odpovídá F = qE. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Elektrický dipól
Přetáhni zkušební náboj — indukční čáry běží od + k − a síla odpovídá F = qE.
Dva opačné náboje (+ a −) vytvářejí pole dipólu: čáry opouštějí kladný náboj a končí na záporném. Přetáhni zkušební náboj a sleduj, jak F = qE míří podél místního směru pole. Na ose pole klesá rychleji než u jediného náboje; mimo osu se ohýbá. Polarita molekul a vyzařovací obrazce antén jsou fyzika dipólu.
- E z + a −
- F = qE
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Kladný a stejně velký záporný náboj sedí v pevné vzdálenosti. V bodě uprostřed mezi nimi se jejich pole vyruší, nebo se sečtou?
Predikce k zvážení
- Pole se v midpointu přesně vyruší.
- Pole jsou na sebe kolmá a jednoduše se nesčítají, ani neruší.
- Pole se sečtou — oba náboje tlačí/tahají zkušební náboj ve stejném směru v midpointu.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Poloviční rozestup s (m)
Co měříš:
- Intenzita pole v midpointu E (N/C)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu dipole a stiskni Resetovat. Náboje jsou ±3 nC.
- Zapni odečet intenzity pole v midpointu.
- Nastav vzdálenost půlení mezi každým nábojem a midpointem pro každý pokus a zapiš intenzitu pole tam.
Řídící rovnice
Superpozice v midpointu dipólu — E = k·q/r²
Výsledné pole od dvou nábojů je vektorový součet polí každého z nich (superpozice). V midpointu dipólu míří pole kladného náboje od něj a pole záporného náboje k němu — oba stejným směrem — takže se sčítají: E = 2kq/s².
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti E = 2kq/s² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli, proč se objevuje činitel 2: v midpointu míří vnější pole kladného náboje a vnitřní pole záporného náboje stejným směrem, takže jejich velikosti se sčítají, ne ruší.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Daleko od dipólu (vzdálenost mnohem větší než rozestup) pole klesá ještě rychleji než 1/r² — blíž k 1/r³ — protože pole dvou nábojů se téměř ruší. Vysvětli, proč téměř dokonalé vyrušení na velkou vzdálenost by dělalo pole slabším než pole jediného bodového náboje.
- Molekuly vody se chovají jako drobné elektrické dipóly (jedna strana mírně kladná, druhá mírně záporná). Vysvětli, proč tato dipólová povaha pomáhá vodě rozpouštět iontové sloučeniny jako sůl.
- 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
- Vítej v Dipólu
- Vyber zkušební náboj
- Stiskni Spustit
- Pole dipólu
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →