Ηλεκτρομαγνητισμός
Ηλεκτρικό δίπολο
Σύρε το δοκιμαστικό φορτίο — οι γραμμές πεδίου τρέχουν από + προς − και η δύναμη ακολουθεί F = qE.
Ηλεκτρικό δίπολο — διαδραστική προσομοίωση Ηλεκτρομαγνητισμός. Σύρε το δοκιμαστικό φορτίο — οι γραμμές πεδίου τρέχουν από + προς − και η δύναμη ακολουθεί F = qE. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.
Ηλεκτρικό δίπολο
Σύρε το δοκιμαστικό φορτίο — οι γραμμές πεδίου τρέχουν από + προς − και η δύναμη ακολουθεί F = qE.
Δύο αντίθετα φορτία (+ και −) δημιουργούν πεδίο διπόλου: οι γραμμές φεύγουν από το θετικό φορτίο και καταλήγουν στο αρνητικό. Σύρε το δοκιμαστικό φορτίο και δες το F = qE να δείχνει κατά την τοπική διεύθυνση του πεδίου. Στον άξονα, το πεδίο πέφτει ταχύτερα από μονού φορτίου· εκτός άξονα, καμπυλώνει. Η μοριακή πολικότητα και τα πρότυπα ακτινοβολίας κεραιών είναι φυσική διπόλου.
- E από + και −
- F = qE
Σύνοψη έρευνας
Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο
Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.
Βασική ερώτηση
Θετικό και ίσο αρνητικό φορτίο κάθονται σε σταθερή απόσταση. Στο μέσο σημείο μεταξύ τους, τα πεδία τους αναιρούνται ή αθροίζονται;
Προβλέψεις προς σταθμίσει
- Τα πεδία αναιρούνται ακριβώς στο μέσο σημείο.
- Τα πεδία είναι κάθετα μεταξύ τους και δεν απλώς προστίθενται ή αναιρούνται.
- Τα πεδία προστίθενται — και τα δύο φορτία ωθούν/έλκουν δοκιμαστικό φορτίο προς την ίδια διεύθυνση στο μέσο σημείο.
Ρόλοι μεταβλητών
Τι ρυθμίζεις:
- Μισή απόσταση s (m)
Τι μετράς:
- Ένταση πεδίου στο μέσο σημείο E (N/C)
Πώς εκτελείται η έρευνα
- Άνοιξε την προεπιλογή dipole και πάτησε Επαναφορά. Τα φορτία είναι ±3 nC.
- Ενεργοποίησε την ένδειξη έντασης πεδίου στο μέσο σημείο.
- Ρύθμισε την απόσταση μισού-διαχωρισμού μεταξύ κάθε φορτίου και του μέσου σημείου για κάθε δοκιμή, και κατέγραψε την ένταση πεδίου εκεί.
Κυρίαρχη εξίσωση
Υπέρθεση στο μέσο σημείο διπόλου — E = k·q/r²
Το καθαρό πεδίο από δύο φορτία είναι το διανυσματικό άθροισμα του επιμέρους πεδίου καθενός (υπέρθεση). Στο μέσο σημείο διπόλου, το πεδίο του θετικού φορτίου δείχνει μακριά του και το πεδίο του αρνητικού φορτίου δείχνει προς αυτό — και τα δύο προς την ίδια διεύθυνση — ώστε προστίθενται: E = 2kq/s².
Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε E = 2kq/s² χρησιμοποιώντας k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Σύγκρινε με τον πίνακα.
- Εξήγησε γιατί εμφανίζεται ο παράγοντας 2: στο μέσο σημείο, το εξερχόμενο πεδίο του θετικού φορτίου και το εισερχόμενο πεδίο του αρνητικού φορτίου δείχνουν προς την ίδια διεύθυνση, ώστε τα μέτρα τους προστίθενται αντί να αναιρούνται.
Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο
- Μακριά από δίπολο (απόσταση πολύ μεγαλύτερη από τον διαχωρισμό), το πεδίο πέφτει ακόμη ταχύτερα από 1/r² — πιο κοντά σε 1/r³ — επειδή τα πεδία των δύο φορτίων σχεδόν αναιρούνται. Εξήγησε γιατί σχεδόν τέλεια ακύρωση σε μεγάλη απόσταση θα έκανε το πεδίο ασθενέστερο από σημειακού φορτίου.
- Τα μόρια νερού συμπεριφέρονται σαν μικροσκοπικά ηλεκτρικά δίπολα (η μία πλευρά ελαφρώς θετική, η άλλη ελαφρώς αρνητική). Εξήγησε γιατί αυτή η διπολική φύση βοηθά το νερό να διαλύει ιοντικές ενώσεις όπως το αλάτι.
- 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
- Καλώς όρισες στο Δίπολο
- Επίλεξε το δοκιμαστικό φορτίο
- Πάτησε Αναπαραγωγή
- Πεδίο ενός διπόλου
- Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
- Το κατάφερες!
Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.
Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →