Wat is een dipoolmoment?

Een dipool is een neutraal systeem dat twee tegengesteld geladen onderdelen omvat.Een watermolecuul is bijvoorbeeld neutraal als geheel, maar een van de uiteinden is positief geladen terwijl de andere negatief is geladen.Een dergelijk object kan andere geladen objecten beïnvloeden door elektromagnetische krachten.Het dipoolmoment van een dipool is een vectorhoeveelheid die de sterkte van deze invloed beschrijft.De grootte is gelijk aan de grootte van elke lading, vermenigvuldigd met de afstand tussen de systemen twee delen.

De sterkte van de kracht die wordt uitgeoefend door een dipool op een verre deeltje kan worden benaderd met behulp van de vergelijking F ' 2*PKQ/R ³.Hier is p het dipoolmoment, k is de constante van Coulomb, q is de grootte van de netto lading op het verre deeltje, en r is de scheiding tussen het midden van de dipool en het verre deeltje.Deze benadering is bijna perfect op de longitudinale as van het systeem zolang r aanzienlijk groter is dan de scheiding tussen de twee componenten van de dipool.Voor deeltjes ver weg van deze as overschat de benadering de kracht met maar liefst een factor 2.

Einstein's relativiteitstheorie verbindt elektrische krachten met magnetische krachten.Het magnetische veld van een staafmagneet kan worden benaderd door een dipool van magnetische ladingen, de ene nabij de noordpool van de magneet, de andere nabij de zuidpool.Een dergelijke assemblage wordt een magnetische dipool genoemd en de invloed die het uitoefent op een verre lading die loodrecht op het veld bewegen, kan worden benaderd als 2* mu; qs/r 3 , waarbij

mu;

het magnetische dipoolmoment is en is s is de snelheid. Een elektrische stroom die in een cirkelvormige draad bewegen, genereert een magnetisch veld vergelijkbaar met dat van een korte staafmagneet.Het magnetische dipoolmoment van een dergelijke draad heeft de grootte I*a , waarbij i de stroom van de draad is en a is het gebied dat het in de ruimte volgt.Op atoomniveau wordt magnetisme vaak gezien als voortvloeiend uit de beweging van elektronen langs gebogen paden.De grootte van het magnetische dipoolmoment voor een dergelijk deeltje is gelijk aan q*s/(2r) , waarbij q de grootte van de lading is,

s

is de snelheid van het deeltje en

r is de straalvan het pad. Naast het kwantificeren van de kracht van een dipool op verre geladen deeltjes, is het dipoolmoment nuttig voor het bepalen van de kracht die een extern veld op een dipool uitoefent.Een microgolfoven creëert bijvoorbeeld kortstondige, variërende elektrische velden.Deze velden zorgen ervoor dat watermoleculen, die elektrische dipolen zijn, draaien.Deze rotatiebeweging leidt tot stijgende temperatuur, die het voedsel kookt.Het maximale koppel dat door een extern veld op een dipool wordt uitgeoefend, is gewoon het product van het dipoolmoment en de veldsterkte.