Hva er et dipolmoment?
En dipol er et nøytralt system som omfatter to motsatt ladede deler.For eksempel er et vannmolekyl nøytralt som en helhet, men en av endene er positivt ladet mens den andre er negativt ladet.Et slikt objekt kan påvirke andre ladede objekter gjennom elektromagnetiske krefter.Dipolmomentet til en dipol er en vektormengde som beskriver styrken til denne påvirkningen.Størrelsen tilsvarer størrelsen på hver ladning, multiplisert med avstanden mellom systemene to deler.
Styrken til kraften som utøves av en dipol på en fjern partikkel kan tilnærmes ved bruk av ligningen F ' 2*PKQ/R 3.Her er p dipolmomentet, k er coulombs konstante, q er størrelsen på nettladningen på den fjerne partikkelen, og r er separasjonen mellom midten av dipolen og den fjerne partikkelen.Denne tilnærmingen er nesten perfekt på systemets langsgående akse så lenge r er betydelig større enn separasjonen mellom de to komponentene i dipolen.For partikler langt borte fra denne aksen, overvurderer tilnærmingen kraften med så mye som en faktor på 2.
Einsteins relativitetsteori knytter elektriske krefter til magnetiske krefter.Magnetfeltet til en stangmagnet kan tilnærmes med en dipol med magnetiske ladninger, den ene nær nordpolen til magneten, den andre nær Sydpolen.En slik samling kalles en magnetisk dipol, og påvirkningen den utøver på en fjern ladning som beveger seg vinkelrett på feltet, kan tilnærmes som 2* mu; qs/r 3 , hvor mu; er det magnetiske dipolmomentet og S er hastigheten.
En elektrisk strøm som beveger seg i en sirkulær ledning genererer et magnetfelt som ligner på en kort stangmagnet.Det magnetiske dipolmomentet til en slik ledning har størrelsesorden i*a , der i er ledningenes nåværende og a er området det sporer ut i verdensrommet.På atomnivå blir magnetisme ofte sett på som oppstått fra bevegelsen av elektroner langs buede stier.Størrelsen på det magnetiske dipolmomentet for en slik partikkel tilsvarer q*s/(2R) , hvor q er størrelsen på ladningen, s er hastigheten på partikkelen, og r er radiusav banen.
I tillegg til å kvantifisere kraften til en dipol på fjerne ladede partikler, er dipolmomentet nyttig for å bestemme kraften et eksternt felt utøver på en dipol.For eksempel skaper en mikrobølgeovn kortvarig, varierende elektriske felt.Disse feltene fører til at vannmolekyler, som er elektriske dipoler, snurrer.Denne rotasjonsbevegelsen fører til stigende temperatur, som koker maten.Det maksimale dreiemomentet som utøves på en dipol av et eksternt felt er ganske enkelt produktet av dipolmomentet og feltstyrken.