Elektromos dipólus: két ellentétes töltés szuperpozíciója

1 · Jóslás

Egy pozitív és egy vele egyenlő negatív töltés rögzített távolságban ül. A köztük lévő középpontban kioltják egymást a tereik, vagy összeadódnak?

• A terek pontosan kioltják egymást a középpontban.
• A terek merőlegesek egymásra, és nem egyszerűen adódnak vagy oltódnak ki.
• A terek összeadódnak — mindkét töltés ugyanabba az irányba tolja/húzza a próbátöltést a középpontban.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a dipole előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A töltések ±3 nC.
2. Engedélyezd a térerősség-kijelzőt a középpontban.
3. Állítsd be a töltések és a középpont közti féltávolságot minden mérésnél, és rögzítsd az ottani térerősséget.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az E térerősséget (y-tengely) az 1/s²-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az E = 2kq/s²-t k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg, honnan jön a 2-es faktor: a középpontban a pozitív töltés kifelé, a negatív töltés befelé mutató tere ugyanabba az irányba mutat, tehát a nagyságaik összeadódnak, nem oltódnak ki.

5 · Kiterjesztés

1. Egy dipólustól messze (a szeparációnál sokkal nagyobb távolságra) a tér még gyorsabban esik, mint 1/r² — közelebb 1/r³-hoz —, mert a két töltés terei majdnem kioltják egymást. Magyarázd meg, miért tenné a nagy távolságbeli majdnem tökéletes kioltás a teret gyengébbé, mint egyetlen ponttöltésé.
2. A vízmolekulák parányi elektromos dipólusként viselkednek (egy oldaluk kicsit pozitív, másikuk kicsit negatív). Magyarázd meg, miért segíti ez a dipólus-jellemző a vizet ionvegyületek, mint a só, oldásában.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap