Elektromagnetisme
Elektrisk dipol
Dra prøveladningen — feltlinjene går fra + til −, og kraften følger F = qE.
Elektrisk dipol — interaktiv Elektromagnetisme-simulering. Dra prøveladningen — feltlinjene går fra + til −, og kraften følger F = qE. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Elektrisk dipol
Dra prøveladningen — feltlinjene går fra + til −, og kraften følger F = qE.
To motsatte ladninger (+ og −) skaper et dipolfelt: linjer forlater den positive ladningen og ender på den negative. Dra prøveladningen og se F = qE peke langs den lokale feltretningen. På aksen faller feltet raskere enn for en enkelt ladning; utenfor aksen krummer det. Molekylær polaritet og antenneradiasjonsmønstre er dipolfysikk.
- E fra + og −
- F = qE
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En positiv og en lik negativ ladning ligger en fast avstand fra hverandre. På midtpunktet mellom dem, opphever feltene deres hverandre, eller adderer de seg?
Prediksjoner å veie
- Feltene opphever hverandre nøyaktig ved midtpunktet.
- Feltene er vinkelrett på hverandre og adderer eller opphever ikke enkelt.
- Feltene adderes — begge ladninger skyver/trekker en prøveladning i samme retning ved midtpunktet.
Variabelroller
Hva du setter:
- Halvavstand s (m)
Hva du måler:
- Feltstyrke ved midtpunktet E (N/C)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne dipol-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Ladningene er ±3 nC.
- Aktiver feltstyrke-avlesningen ved midtpunktet.
- Sett halvavstanden mellom hver ladning og midtpunktet for hvert forsøk, og registrer feltstyrken der.
Styrende likning
Superposisjon ved en dipols midtpunkt — E = k·q/r²
Nettofeltet fra to ladninger er vektorsummen av hver enkelt sitt felt (superposisjon). Ved en dipols midtpunkt peker den positive ladningens felt bort fra den, og den negative ladningens felt peker mot den — begge i samme retning — så de adderes: E = 2kq/s².
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn E = 2kq/s² med k = 8,99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Sammenlign med tabellen.
- Forklar hvorfor faktoren 2 dukker opp: ved midtpunktet peker den positive ladningens utadrettede felt og den negative ladningens innadrettede felt i samme retning, så størrelsene deres adderes i stedet for å oppheve hverandre.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Langt fra en dipol (avstand mye større enn separasjonen) faller feltet enda raskere enn 1/r² — nærmere 1/r³ — fordi de to ladningenes felt nesten opphever hverandre. Forklar hvorfor nesten perfekt opphevelse ved stor avstand ville gjøre feltet svakere enn en enkelt punktladnings.
- Vannmolekyler oppfører seg som bittesmå elektriske dipoler (den ene siden litt positiv, den andre litt negativ). Forklar hvorfor denne dipolnaturen hjelper vann med å løse ioneforbindelser som salt.
- 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
- Velkommen til Dipol
- Velg prøveladningen
- Trykk Spill av
- Feltet til en dipol
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.