 |
|
Электростатическое поле электрического диполя.
Электрический диполь - система двух равных по модулю и противоположных по знаку точечных зарядов +q и -q, расстояние l между которыми мало по сравнению с расстоянием до исследуемых точек поля. Прямая, проходящая через оба заряда, называется осью диполя. Вектор 
, направленный по оси диполя от отрицательного заряда к положительному и по модулю равный расстоянию между ними, называется плечом диполя.Вектор, совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению модуля заряда 
на плечо , называется электрическим моментом диполя или дипольным моментом 
. Силовые линии поля диполя также представлены на рисунке 1.4.
Изучение поля диполя представляет большой практический интерес, так как молекулы диэлектриков по своим электрическим свойствам подобны диполям. Определяя напряженность электрического поля молекулярных диполей, можно рассчитать силу электрического взаимодействия между молекулами, которая позволяет объяснить некоторые свойства и особенности поведения диэлектриков.
По принципу суперпозиции полей напряженность поля диполя 
в любой его точке равна 
, где 
и 
- напряженности полей зарядов +q и -q. Если исследуемая точка А расположена на оси диполя (рис.1.5), то векторы и направлены вдоль оси, но в противоположные стороны.
Рис.1.5. К определению напряженности поля на оси диполя.
|
Модуль вектора равен 
, где
, 
В приведенных формулах e=1 (воздух, вакуум).
. Выражение в скобке приведем к общему знаменателю и разложим разность квадратов:
.
Из рисунка видим, что 
; 
, где r - расстояние от центра плеча диполя О до точки А. Так как по определению диполя r>>l, то 
. Таким образом, выражение для Е принимает вид:
В векторной форме напряженность электростатического поля диполя в любой точке его оси записывается следующим образом: 
.