Hvad er et dipolmoment?
En dipol er et neutralt system, der omfatter to modsat ladede dele.For eksempel er et vandmolekyle neutral som helhed, men en af dens ender er positivt ladet, mens den anden er negativt ladet.Et sådant objekt kan påvirke andre ladede objekter gennem elektromagnetiske kræfter.Dipolmomentet for en dipol er en vektormængde, der beskriver styrken af denne indflydelse.Dens størrelse svarer til størrelsen af hver ladning, ganget med afstanden mellem systemerne to dele.
Styrken af kraften, der udøves af en dipol på en fjern partikel, kan tilnærmes ved hjælp af ligningen f ' 2*pkq/r 3.Her er p dipolmomentet, k er coulombs konstant, q er størrelse på nettoadladningen på den fjerne partikel, og r er adskillelsen mellem midten af dipolen og den fjerne partikel.Denne tilnærmelse er næsten perfekt på systemets langsgående akse, så længe r er signifikant større end adskillelsen mellem de to komponenter i dipolen.For partikler langt væk fra denne akse overvurderer tilnærmelsen kraften med så meget som en faktor på 2.
Einsteins teori om relativitet forbinder elektriske kræfter til magnetiske kræfter.Magnetfeltet i en stangmagnet kan tilnærmes med en dipol med magnetiske ladninger, den ene nær Nordpolen af magneten, den anden nær Sydpolen.En sådan samling kaldes en magnetisk dipol, og den indflydelse, den udøver på en fjern ladning, der bevæger sig vinkelret på området, kan tilnærmes som 2* mu; qs/r 3 , hvor mu; er det magnetiske dipolmoment og S er hastigheden.
En elektrisk strøm, der bevæger sig i en cirkulær ledning, genererer et magnetfelt, der ligner den for en kort stangmagnet.Det magnetiske dipolmoment for en sådan ledning har størrelse i*a , hvor I er trådets nuværende og a er det område, det sporer i rummet.På atomniveau betragtes magnetisme ofte som følge af bevægelsen af elektroner langs buede stier.Størrelsen på det magnetiske dipolmoment for en sådan partikel er lig med q*s/(2r) , hvor q er størrelsen på ladningen, s er hastigheden på partiklen, og r er radiusaf stien.
Ud over at kvantificere kraften af en dipol på fjerne ladede partikler er dipolmomentet nyttigt til bestemmelse af kraften, som et eksternt felt udøver på en dipol.For eksempel skaber en mikrobølgeovnsovn kortvarige, varierende elektriske felter.Disse felter får vandmolekyler, som er elektriske dipoler, til at dreje.Denne rotationsbevægelse fører til stigende temperatur, der koger maden.Det maksimale drejningsmoment, der udøves på en dipol af et eksternt felt, er simpelthen produktet af dipolmomentet og feltstyrken.