الکترومغناطیس
دوقطبی الکتریکی
بار آزمون را بکشید — خطوط میدان از + به − میروند و نیرو از F = qE پیروی میکند.
دوقطبی الکتریکی — شبیهسازی تعاملی الکترومغناطیس. بار آزمون را بکشید — خطوط میدان از + به − میروند و نیرو از F = qE پیروی میکند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
دوقطبی الکتریکی
بار آزمون را بکشید — خطوط میدان از + به − میروند و نیرو از F = qE پیروی میکند.
دو بار مخالف (+ و −) میدانی دوقطبی میسازند: خطوط از بار مثبت خارج و به منفی ختم میشوند. بار آزمون را بکشید و ببینید F = qE در جهت میدان محلی اشاره میکند. روی محور، میدان تندتر از تکبار میافتد؛ خارج از محور، خم میشود. قطبیت مولکولی و الگوهای تابش آنتن فیزیک دوقطبیاند.
- E از + و −
- F = qE
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
بار مثبت و منفیِ برابرش در فاصلهٔ ثابتی نشستهاند. در میانهٔ میانشان، میدانهایشان همدیگر را خنثی میکنند یا جمع؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- میدانها در میانه دقیقاً خنثی میشوند.
- میدانها بر هم عمودند و ساده جمع یا خنثی نمیشوند.
- میدانها جمع میشوند — هر دو بار بارِ آزمایشی را در نقطهٔ میانی به همان جهت میرانند/میکشند.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- نصف فاصله s (m)
آنچه اندازه میگیرید:
- شدت میدان در میانه E (N/C)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم دوقطبی را باز کنید و Reset بزنید. بارها ±3 nC هستند.
- قرائت شدت میدان را در نقطهٔ میانی فعال کنید.
- برای هر آزمایش، نیمفاصلهٔ میان هر بار و نقطهٔ میانی را تنظیم کنید و شدت میدان آنجا را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
برهمنهی در میانهٔ دوقطبی — E = k·q/r²
میدان خالص دو بار، جمع برداری میدان تکتک آنهاست (برهمنهی). در میانهٔ دوقطبی، میدان بار مثبت از آن دور و میدان بار منفی به سمت آن است — هر دو در یک جهت — پس جمع میشوند: E = 2kq/s².
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، E = 2kq/s² را با k = 8.99×10⁹ N·m²/C² و q = 3 nC حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا ضریب 2 پدید میآید: در نقطهٔ میانی، میدان روبهبیرونِ بار مثبت و میدان روبهدرونِ بار منفی همجهتاند، پس اندازههایشان جمع میشود نه خنثی.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- دور از دوقطبی (فاصلهٔ خیلی بزرگتر از جدایی)، میدان حتی تندتر از 1/r² میافتد — نزدیک 1/r³ — چون میدان دو بار تقریباً خنثی میشود. توضیح دهید چرا این خنثیشدگیِ تقریباً کامل در فاصلهٔ دور، میدان را از میدان یک بار نقطهایِ تنها ضعیفتر میکند.
- مولکولهای آب همچون دوقطبیهای الکتریکی ریز رفتار میکنند (سمتی کمی مثبت، سمتی کمی منفی). توضیح دهید چرا این ماهیت دوقطبی به آب کمک میکند ترکیبهای یونی مثل نمک را حل کند.
- 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
- به دوقطبی خوش آمدید
- انتخاب بار آزمون
- Play را بفشارید
- میدان یک دوقطبی
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.