Dipol elektryczny: superpozycja dwóch przeciwnych ładunków

1 · Prognoza

Dodatni i równy mu ujemny ładunek siedzą w stałej odległości. W środku między nimi ich pola się znoszą, czy sumują?

• Pola znoszą się dokładnie w środku.
• Pola są do siebie prostopadłe i po prostu się nie sumują ani nie znoszą.
• Pola się sumują — oba ładunki pchają/ciągną ładunek próbny w tym samym kierunku w środku.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset dipola i naciśnij Reset. Ładunki to ±3 nC.
2. Włącz odczyt natężenia pola w środku.
3. Ustaw odległość połowową między każdym ładunkiem a środkiem dla każdej próby, i zapisz tam natężenie pola.

3 · Zbieranie danych

Narysuj natężenie pola E (oś y) względem 1/s² (oś x) dla trzech prób.

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz E = 2kq/s², używając k = 8.99×10⁹ N·m²/C²; q = 3 nC. Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, skąd bierze się czynnik 2: w środku pole na zewnątrz od ładunku dodatniego i pole do wewnątrz ładunku ujemnego wskazują ten sam kierunek, więc ich wartości się sumują, a nie znoszą.

5 · Rozszerzenie

1. Daleko od dipola (odległość dużo większa niż rozdział) pole maleje jeszcze szybciej niż 1/r² — bliżej 1/r³ — bo pola obu ładunków prawie się znoszą. Wyjaśnij, dlaczego niemal doskonałe znoszenie w dużej odległości czyni pole słabszym niż pole pojedynczego ładunku punktowego.
2. Cząsteczki wody zachowują się jak malutkie dipole elektryczne (jedna strona lekko dodatnia, druga lekko ujemna). Wyjaśnij, dlaczego ta dipolowa natura pomaga wodzie rozpuszczać związki jonowe jak sól.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu