แม่เหล็กไฟฟ้า
ไดโพลไฟฟ้า
ลากประจุทดสอบ — เส้นสนามวิ่งจาก + ไป − และแรงเป็นไปตาม F = qE
ไดโพลไฟฟ้า — การจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าแบบโต้ตอบ ลากประจุทดสอบ — เส้นสนามวิ่งจาก + ไป − และแรงเป็นไปตาม F = qE ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ไดโพลไฟฟ้า
ลากประจุทดสอบ — เส้นสนามวิ่งจาก + ไปยัง − และแรงเป็นไปตาม F = qE
ประจุตรงข้ามสองตัว (+ และ −) สร้างสนามไดโพล: เส้นสนามออกจากประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ ลากประจุทดสอบและสังเกตว่า F = qE ชี้ไปตามทิศทางสนามในบริเวณนั้น บนแกน สนามจะลดลงเร็วกว่าประจุเดี่ยว นอกแกน สนามจะโค้ง ขั้วโมเลกุลและรูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศคือฟิสิกส์ของไดโพล
- E จาก + และ −
- F = qE
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ประจุบวกกับประจุลบที่มีขนาดเท่ากันวางห่างกันเป็นระยะคงที่ ที่จุดกึ่งกลางระหว่างมัน สนามของทั้งคู่หักลบกันหรือบวกกัน
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- สนามหักลบกันพอดีที่จุดกึ่งกลาง
- สนามตั้งฉากกันเอง ไม่บวกหรือหักลบกันแบบง่าย ๆ
- สนามบวกกัน — ประจุทั้งสองดัน/ดึงประจุทดสอบไปทางเดียวกันที่จุดกึ่งกลาง
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะห่างครึ่งหนึ่ง s (m)
สิ่งที่คุณวัด:
- ความเข้มสนามที่จุดกึ่งกลาง E (N/C)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ dipole แล้วกดรีเซ็ต ประจุเป็น ±3 nC
- เปิดค่าแสดงความเข้มสนามที่จุดกึ่งกลาง
- ตั้งระยะครึ่งหนึ่งของการแยกระหว่างประจุแต่ละตัวกับจุดกึ่งกลางในแต่ละรอบ แล้วบันทึกความเข้มสนามที่นั่น
สมการควบคุม
การซ้อนทับที่จุดกึ่งกลางไดโพล — E = k·q/r²
สนามสุทธิจากประจุสองตัวคือผลรวมเวกเตอร์ของสนามแต่ละตัว (หลักการซ้อนทับ) ที่จุดกึ่งกลางไดโพล สนามของประจุบวกชี้หนีจากมัน และสนามของประจุลบชี้เข้าหามัน ทั้งสองอยู่ในทิศเดียวกัน จึงบวกกัน: E = 2kq/s²
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ E = 2kq/s² โดยใช้ k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดตัวคูณ 2 จึงปรากฏ ที่จุดกึ่งกลาง สนามออกนอกของประจุบวกกับสนามเข้าในของประจุลบชี้ทิศเดียวกัน ขนาดจึงบวกกันแทนที่จะหักลบกัน
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ไกลจากไดโพล (ระยะมากกว่าระยะแยกมาก) สนามลดเร็วกว่า 1/r² — ใกล้เคียง 1/r³ — เพราะสนามของประจุทั้งสองเกือบหักลบกัน อธิบายว่าเหตุใดการหักลบเกือบสมบูรณ์ที่ระยะไกลจึงทำให้สนามอ่อนกว่าของประจุจุดเดี่ยว
- โมเลกุลน้ำทำตัวเหมือนไดโพลไฟฟ้าเล็ก ๆ (ด้านหนึ่งเป็นบวกเล็กน้อย อีกด้านเป็นลบเล็กน้อย) อธิบายว่าเหตุใดคุณสมบัติไดโพลนี้จึงช่วยให้น้ำละลายสารประกอบไอออนิก เช่น เกลือ
- 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
- ยินดีต้อนรับสู่ ไดโพล
- เลือกประจุทดสอบ
- กดเล่น
- สนามของไดโพล
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ