Wakati wa kusoma fizikia katika daraja la 10, mada ya dipole huzingatiwa. Je, dhana hii ina maana gani na ni fomula gani zinazotumika kuikokotoa?
Utangulizi
Ukiweka dipole kwenye nafasi ya uga sare wa umeme, unaweza kuiwakilisha kama njia za nguvu. Dipole ni mfumo ambao kuna malipo mawili ambayo yanafanana katika vigezo, lakini ni malipo ya pointi kinyume. Kwa kuongeza, umbali kati yao utakuwa chini sana kuliko umbali wa hatua yoyote ya uwanja wa dipole. Dhana ya wakati wa dipole inasomwa katika kozi ya shule ya mienendo ya umeme (Daraja la 10).
Mhimili wa dipole ni mstari ulionyooka ambao hupitia nukta za chaji zote mbili. Mkono wa dipole ni vekta inayounganisha chaji na wakati huo huo huenda kutoka kwa chembe zenye chaji hasi hadi chembe zenye chaji. Dipole ya umeme ina sifa ya kuwepo kwa hali kama vile dipole au wakati wa umeme.
Kwa ufafanuzi, muda wa dipole ni vekta ambayo kwa nambari ni sawa na bidhaa ya malipo ya dipole na mkono wake. Zaidi ya hayo, inaongozwa na bega ya dipole. Kwa usawa wa sifuri wa jumla ya nguvu, tunahesabu thamani ya wakati. Kwa pembe iliyopo kati ya wakati wa dipole namwelekeo wa uwanja wa umeme, uwepo wa wakati wa mitambo ni tabia.
Mara nyingi watu hupata ugumu kukokotoa moduli inayotenda kwenye muundo wa dipole. Hapa ni muhimu kuzingatia upekee wa kuhesabu angle "Alpha". Inajulikana kuwa dipole hutoka kwenye nafasi ya usawa. Lakini wakati wa dipole wenyewe una tabia ya kurejesha, kwani huwa katika mwendo.
Mahesabu
Wakati huu wa dipole unapowekwa katikati ya uwanja wa umeme usiofanana, nguvu hutokea bila kuepukika. Katika mazingira kama haya, viashiria vya jumla ya vikosi haitakuwa sifuri. Kwa hivyo, kuna nguvu zinazofanya kazi kwa wakati wa dipole na tabia ya uhakika. Ukubwa wa mkono wa dipole ni mdogo zaidi.
Mchanganyiko unaweza kuandikwa kama hii: F=q (E2 - E1)=qdE, ambapo d ni tofauti ya uga wa umeme.
Tafuta sifa za dhana halisi inayofanyiwa utafiti
Hebu tuangalie mada zaidi. Ili kuamua ni tabia gani ya uwanja wa umeme, ikiwa imeundwa kwa kutumia mfumo wa malipo na kuwekwa ndani ya nafasi ndogo, ni muhimu kufanya mahesabu kadhaa. Mfano unawasilishwa na atomi na molekuli, ambazo katika muundo wake zina viini na elektroni zilizochajiwa.
Ikiwa ni muhimu kutafuta uga kwa umbali mkubwa kuliko vipimo vinavyounda eneo ambapo chembechembe ziko, tutatumia idadi ya fomula haswa ambazo ni changamano sana. Inawezekana kutumia rahisi zaidimisemo ya takriban. Hebu tuchukulie kwamba seti za pointi za malipo qk zinashiriki katika uundaji wa sehemu ya umeme. Zinapatikana katika nafasi ndogo.
Ili kufanya hesabu ya sifa ambayo sehemu inayo, inaruhusiwa kuchanganya gharama zote za mfumo. Mfumo kama huu unazingatiwa kama malipo ya pointi Q. Viashirio vya ukubwa vitakuwa jumla ya gharama zilizokuwa kwenye mfumo asili.
Mahali pa gharama
Hebu fikiria kuwa eneo la malipo limeonyeshwa mahali popote ambapo mfumo wa malipo qk unapatikana. Wakati wa kufanya mabadiliko kwenye eneo, ikiwa ina mipaka iliyoonyeshwa katika eneo ndogo, ushawishi huo utakuwa usio na maana, karibu hauonekani kwa shamba kwa mtazamo. Ndani ya vikomo kama hivyo vya kukadiria nguvu na uwezo ambao uwanja wa umeme unao, maamuzi hufanywa kwa kutumia fomula za kitamaduni.
Jumla ya malipo ya jumla ya mfumo ni sifuri, vigezo vya ukadiriaji ulioonyeshwa vitaonekana kuwa ngumu. Hii inatoa sababu ya kuhitimisha kuwa uwanja wa umeme haupo. Iwapo ni muhimu kupata makadirio sahihi zaidi, kiakili kusanya makundi tofauti ya malipo chanya na hasi ya mfumo unaozingatiwa.
Katika kesi ya kuhamishwa kwa "vituo" vyao kulingana na vingine, vigezo vya sehemu katika mfumo kama huo vinaweza kuelezewa kuwa sehemu ambayo ina malipo ya pointi mbili, sawa kwa ukubwa na kinyume katika ishara. Imebainika kuwa wamehamishwa kwa uhusiano na wengine. KutoaKwa sifa sahihi zaidi ya mfumo wa malipo kwa mujibu wa vigezo vya makadirio haya, itakuwa muhimu kujifunza sifa za dipole katika uwanja wa umeme.
Utangulizi wa neno
Hebu turudi kwenye ufafanuzi. Dipole ya umeme ni ufafanuzi wa mfumo ambao una malipo ya pointi mbili. Wana ukubwa sawa na ishara kinyume. Zaidi ya hayo, ishara kama hizo ziko katika umbali mdogo ikilinganishwa na ishara zingine.
Unaweza kukokotoa sifa ya mchakato unaoundwa kwa njia ya dipole, na inawakilishwa na malipo ya nukta mbili: +q na −q, na ziko kwa umbali kulingana na zingine.
Msururu wa hesabu
Hebu tuanze kwa kukokotoa uwezo na ukubwa ambao dipole inayo kwenye uso wake wa mhimili. Huu ni mstari wa moja kwa moja unaoendesha kati ya mashtaka mawili. Isipokuwa hatua A iko katika umbali ambao ni sawa na r kuhusiana na sehemu ya kati ya dipole, na ikiwa ni r >> a, kulingana na kanuni ya nafasi ya juu kwa uwezo wa shamba katika hatua hii, itakuwa busara tumia usemi kukokotoa vigezo vya dipole ya kielektroniki.
Ukubwa wa vekta ya nguvu huhesabiwa kwa kanuni ya nafasi kuu. Ili kukokotoa uimara wa uga, dhana ya uwiano wa uwezo na nguvu ya shamba inatumika:
Ex=−Δφ /Δx.
Chini ya hali kama hizi, mwelekeo wa vekta ya ukubwa huonyeshwa kwa longitudinal kuhusiana na mhimili wa dipole. Ili kukokotoa moduli yake, fomula ya kawaida inatumika.
Muhimuufafanuzi
Inapaswa kuzingatiwa kuwa kudhoofika kwa uga wa dipole ya umeme hutokea kwa kasi zaidi kuliko kutozwa kwa pointi. Kuoza kwa uwezo wa uga wa dipole ni sawia kinyume na mraba wa umbali, na nguvu ya uga inawiana kinyume na mchemraba wa umbali.
Kwa kutumia mbinu zinazofanana, lakini ngumu zaidi, vigezo vya uwezo na nguvu ya uwanja wa dipole hupatikana katika maeneo ya kiholela, vigezo vyake vinavyoamuliwa kwa kutumia njia ya kuhesabu kama viwianishi vya polar: umbali hadi katikati ya dipole ya umeme (r) na pembe (θ).
Hesabu kwa kutumia vekta ya mvutano
Dhana ya vekta ya nguvu E imegawanywa katika nukta mbili:
- Radial (Er), ambayo inaelekezwa katika mwelekeo wa longitudinal kuhusiana na mstari ulionyooka.
- Mstari ulionyooka kama huu huunganisha sehemu iliyobainishwa na katikati ya dipole na pendicular yake Eθ..
Mtengano huu wa kila kijenzi huelekezwa kwenye mwendo wa mabadiliko yanayotokea na viwianishi vyote vya nukta ya kuzingatiwa. Unaweza kuipata kwa uwiano unaohusiana na viashirio vya nguvu vya uga na marekebisho yanayoweza kutokea.
Kupata kijenzi cha vekta kwa nguvu ya uga, ni muhimu kubainisha asili ya uhusiano katika mabadiliko yanayoweza kutokea kutokana na kuhamishwa kwa sehemu ya uchunguzi kuelekea uelekeo wa vekta.
Hesabu sehemu ya pembeni
InapokamilikaKwa utaratibu huu, ni muhimu kuzingatia kwamba kujieleza kwa ukubwa katika uhamisho mdogo wa perpendicular itatambuliwa kwa kubadilisha angle: Δl=rΔθ. Vigezo vya ukubwa wa sehemu hii ya shamba itakuwa sawa.
Baada ya kupata uwiano, inawezekana kubainisha uga wa dipole ya umeme kwa mahali kiholela ili kujenga picha kwa kutumia njia za nguvu za uwanja huu.
Ni muhimu kuzingatia kwamba fomula zote za kubainisha uwezo na nguvu ya eneo la dipole hufanya kazi tu kwenye bidhaa ya thamani\u200b\u200bambayo chaji moja ya dipole inayo na umbali kati yao.
Kipindi cha Dipole
Kichwa cha kazi iliyoelezwa ni maelezo kamili ya aina ya umeme ya sifa. Ina jina "dipole moment of the system".
Kwa ufafanuzi wa dipole, ambayo ni mfumo wa malipo ya uhakika, inaweza kugundulika kuwa ina sifa ya kuwepo kwa ulinganifu wa axial, wakati mhimili ni mstari ulionyooka ambao hupitia chaji kadhaa.
Ili kuweka sifa kamili ya dipole, onyesha mwelekeo wa mwelekeo ambao mhimili unao. Kwa unyenyekevu wa mahesabu, vekta ya wakati wa dipole inaweza kutajwa. Thamani ya ukubwa wake ni sawa na ukubwa wa wakati wa dipole, na vector ya mwelekeo hutofautiana na bahati mbaya yake na mhimili wa dipole. Kwa hivyo, p=qa ikiwa a ni mwelekeo wa vekta inayounganisha chaji hasi na chanya za dipole.
Matumizi ya sifa kama hii ya dipole ni rahisi na hufanya iwezekane katika hali nyingi kurahisisha fomula na kuipa umbo.vekta. Maelezo ya uwezo wa uga wa dipole katika hatua ya mwelekeo usio na mpangilio umeandikwa kwa namna ya vekta.
Utangulizi wa dhana kama vile sifa ya vekta ya dipole na wakati wake wa dipole unaweza kufanywa kwa kutumia muundo uliorahisishwa - malipo ya pointi katika sehemu moja, ambayo inajumuisha mfumo wa malipo, vipimo vya kijiometri ambayo hutumika. si lazima kuzingatiwa, lakini ni muhimu kujua wakati wa dipole. Hili ni sharti la kufanya hesabu.
Jinsi dipole inavyofanya kazi
Tabia ya dipole inaweza kuonekana kwenye mfano wa hali kama hiyo. Nafasi ya malipo ya pointi mbili ina tabia ya kudumu ya umbali unaohusiana na kila mmoja. Waliwekwa katika hali ya dipole ya shamba sare ya umeme. Alifanya uchunguzi juu ya mchakato. Katika masomo ya fizikia (electrodynamics), dhana hii inazingatiwa kwa undani. Kutoka kwa shamba hadi kwenye malipo, hatua ya nguvu inafanywa:
F=±qE
Wao ni sawa kwa ukubwa na kinyume katika mwelekeo. Kiashiria cha jumla ya nguvu inayofanya kazi kwenye dipole ni sifuri. Kwa kuwa nguvu kama hiyo ina athari kwa pointi mbalimbali, jumla ya muda itakuwa:
M=Fa sin a=qEa dhambi a=pE dhambi a
na α ikiwa ni pembe inayounganisha vekta za nguvu za sehemu na vekta za muda wa dipole. Kutokana na kuwepo kwa muda wa nguvu, muda wa dipole wa mfumo unaelekea kurudi kwenye maelekezo ya vekta ya nguvu ya uga wa umeme.
Dipole ya umeme ni dhana ambayo ni muhimu kueleweka kwa uwazi. Unaweza kusoma zaidi juu yake kwenye mtandao. Pia inawezakusoma katika masomo ya fizikia shuleni katika darasa la 10, kama tulivyozungumza hapo juu.
