Elektromagnetismus
Elektrisches Dipol
Ziehe die Probeladung — Feldlinien laufen von + zu −, Kraft folgt F = qE.
Elektrisches Dipol — interaktive Elektromagnetismus-Simulation. Ziehe die Probeladung — Feldlinien laufen von + zu −, Kraft folgt F = qE. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Elektrischer Dipol
Ziehe die Testladung — Feldlinien verlaufen von + nach − und die Kraft folgt F = qE.
Zwei entgegengesetzte Ladungen (+ und −) erzeugen ein Dipolfeld: Feldlinien verlassen die positive Ladung und enden an der negativen. Ziehe die Testladung und beobachte, wie F = qE entlang der lokalen Feldrichtung zeigt. Auf der Achse fällt das Feld schneller ab als bei einer Einzelladung; außerhalb der Achse krümmt es sich. Molekulare Polarität und Antennenabstrahlung sind Dipolphysik.
- E von + und −
- F = qE
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Leitfrage
Eine positive und eine gleich große negative Ladung haben einen festen Abstand voneinander. In der Mitte dazwischen heben sich ihre Felder auf oder addieren sie sich?
Vorhersagen zum Abwägen
- Die Felder heben sich genau in der Mitte auf.
- Die Felder stehen senkrecht zueinander und können nicht einfach hinzugefügt oder aufgehoben werden.
- Die Felder addieren sich – beide Ladungen drücken/ziehen eine Testladung in der Mitte in die gleiche Richtung.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Halber Abstand s (m)
Was Sie messen:
- Feldstärke in der Mitte E (N/C)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie das Dipol-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Die Ladungen betragen ±3 nC.
- Aktivieren Sie die Feldstärkeanzeige in der Mitte.
- Stellen Sie für jeden Versuch den halben Abstand zwischen jeder Ladung und dem Mittelpunkt ein und notieren Sie dort die Feldstärke.
Maßgebende Gleichung
Überlagerung am Mittelpunkt eines Dipols — E = k·q/r²
Das Nettofeld zweier Ladungen ist die Vektorsumme der einzelnen Felder jeder Ladung (Überlagerung). Am Mittelpunkt eines Dipols zeigt das Feld der positiven Ladung von ihm weg und das Feld der negativen Ladung zeigt zu ihm hin – beide in die gleiche Richtung – also addieren sie sich: E = 2kq/s².
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch E = 2kq/s² mit k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum der Faktor 2 erscheint: In der Mitte zeigen das äußere Feld der positiven Ladung und das innere Feld der negativen Ladung in die gleiche Richtung, sodass sich ihre Größen addieren und nicht aufheben.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Weit entfernt von einem Dipol (der Abstand ist viel größer als der Ladungsabstand), fällt das Feld sogar schneller ab als 1/r² – näher an 1/r³ –, weil sich die Felder der beiden Ladungen fast aufheben. Erklären Sie, warum eine nahezu vollständige Auslöschung bei großer Entfernung das Feld schwächer machen würde als das Feld einer einzelnen Punktladung.
- Wassermoleküle verhalten sich wie winzige elektrische Dipole (eine Seite leicht positiv, eine Seite leicht negativ). Erklären Sie, warum diese Dipolnatur dazu beiträgt, dass Wasser ionische Verbindungen wie Salz auflöst.
- 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
- Willkommen beim Dipol
- Testladung auswählen
- Abspielen drücken
- Feld eines Dipols
- Eigenschaften-Panel öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.