Elektrický dipól: superpozícia dvoch opačných nábojov

1 · Predikuj

Kladný a rovnako veľký záporný náboj sedia v pevnej vzdialenosti. V bode uprostred medzi nimi sa ich polia vyrušia, alebo sa sčítajú?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu dipól a stlač Resetovať. Náboje sú ±3 nC.
  2. Zapni odčítanie intenzity poľa v strede.
  3. Nastav polovičnú vzdialenosť medzi každým nábojom a stredom pre každý pokus a zaznamenaj intenzitu poľa tam.

3 · Zbieraj údaje

Polovičný rozostup s (m)Intenzita poľa v strede E (N/C)
1.00
1.60
2.50

Zaznamenaj intenzitu poľa E (os y) verzus 1/s² (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

  1. Pre jeden pokus vypočítaj E = 2kq/s² s k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Porovnaj s tabuľkou.
  2. Vysvetli, prečo sa objavuje činiteľ 2: v strede vonkajšie pole kladného náboja a dovnútra smerujúce pole záporného náboja ukazujú ten istý smer, takže ich veľkosti sa sčítajú namiesto vyrušenia.

5 · Rozšír

  1. Ďaleko od dipólu (vzdialenosť oveľa väčšia než rozostup) pole klesá ešte rýchlejšie než 1/r² — bližšie k 1/r³ — pretože polia dvoch nábojov sa takmer vyrušia. Vysvetli, prečo takmer dokonalé vyrušenie vo veľkej vzdialenosti robí pole slabším než pole jediného bodového náboja.
  2. Molekuly vody sa správajú ako drobné elektrické dipóly (jedna strana mierne kladná, druhá mierne záporná). Vysvetli, prečo táto dipólová povaha pomáha vode rozpúšťať iónové zlúčeniny ako soľ.

Fyzika za týmto experimentom

Superpozícia v strede dipólu

Čisté pole z dvoch nábojov je vektorový súčet individuálnych polí každého z nich (superpozícia). V strede dipólu pole kladného náboja ukazuje od neho a pole záporného náboja k nemu — oba tým istým smerom — takže sa sčítajú: E = 2kq/s².

← Späť na experiment

Elektromagnetizmus

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky