مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 1خوب دوقطبی است بدانید الکتریکی آرایشی از بارهای الکتریکی است که در آن دو ّ ذر ه با بزرگی بار q ِ ی یکسان وعالمت مخالف در ٔ فاصله d از هم روی محوری که به آن محور دوقطبی گفته می‌شود قرار گرفته اند.مولکول آب O(2)H از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن ساخته شده است. اتم اکسیژن 10الکترون موجود در مولکول را به سمت خود می‌کشد و بدین ترتیب اتم های هیدروژن بار مثبت و ° θ = 105خودش بار منفی پیدا می‌کند. این سه اتم مطابق شکل به گونه ای قرار گرفته اند که خطوط وصل ٔ کننده ° θ = 105مراکز اتم های هیدروژن به مرکز اتم اکسیژن، ٔ زاویه ° 105 با یکدیگر می‌سازند. اندازه گیری و محاسبهنشان می‌دهد میدان الکتریکی ایجاد شده به وسیله مولکول آب به گونه ای است که می‌توان فرض کردکل بار +10e پروتون های مولکول و کل بار -10e الکترون های مولکول به شکل دو بار نقطه ای -10e +10eو در فاصله ٤pm از هم قرار گرفته اند و همچون یک دو قطبی الکتریکی ایجاد میدان الکتریکی -10e d = 4pm +10eمی‌کنند. بررسی میدان الکتریکی دوقطبی و نیز اثر میدان الکتریکی خارجی بر دوقطبی، اهمیت زیادی d = 4pmدر شناخت رفتار الکتریکی مولکول های قطبی (مانند مولکول آب) در میدان های الکتریکی دارد.تمرین 1 ـ 5شکل زیر، آرایشی از دو بار الکتریکی هم اندازه و غیرهمنام (دوقطبی الکتریکی) را نشان می‌دهد که در آن ٔ فاصله دو بار ازهم 6/0 cm است. میدان الکتریکی خالص را در نقطه های O و M به دست آورید.M 2/0nC = 2 q O 2/0nC − = 1 qx cm 3/0 + cm 3/0 cm 3/0 − (m) yA 2 q 4/0مثال 1 ـ 2/0 3/0 8شکل روبه رو، دو بار نقطه ای q 1 و q 2 را در ٔ صفحه xy نشان می‌دهد. میدان (m(q 1 x)m) 1/0 O yالکتریکی خالص را در ٔ نقطه O(مبدأ مختصات) تعیین کنید.(µC q 1 = q 2 = 5/0 6/0 3/04/05/0 A 2/0 1/0 2 q 4/0 3/0)پاسخ: در ٔ نقطه O میدان های الکتریکی مانند شکل زیر می‌شوند؛ چون بارها با هم برابر 2/0و ٔ فاصله آنها تا ٔ نقطه O نیز یکسان است، پس ٔ اندازه میدان ها در این نقطه با هم برابرند: (m) 1/0 O 1/0 2/0 3/04/05/0 q 1 6/0 xC / N 3 10 × 0 / 5 = C(6 − 10 × 0 / 5) 10 9 N.m 2 / C 2 (× 0 / 9) = q k = 2 E = 1 E2 m(0 / 3) 2 rj → C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) = 2 → E و i → C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) = 1 → E(m) yدر نتیجه میدان الکتریکی خالص برابر است با → → → 4/0 q2 E + 1 E = E 2 3/0 2/0j → C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) + i → C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) = → E(m(x 1 q O)m) y 1/0 1 → Eو از آنجا ٔ اندازه میدان الکتریکی خالص چنین می‌شود: 3/0 4/0 q 2 1/0 2/0 3/04/05/0 6/02 C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) + 2 C(/ N 3 10 × 0 / 5 −) = E 2 → E 2/0 1/0 → → EC / N 3 10 × 1 / 7 ≈ C / N 3 10 × 07 / 7 = (m) x 6/0 1 3/04/05/0 q 2/0 1/0 O 1 E16 2 → E → E