«Диполь»

(от Ди... и греч. pólos — полюс)

электрический, совокупность двух равных по абсолютной величине разноимённых точечных зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Основной характеристикой электрического Д. является его дипольный момент — вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному (рис. 1) и численно равный произведению заряда е на расстояние l между зарядами:р = el. Дипольный момент определяет электрическое поле Д. на большом расстоянии R от Д. (R»l), а также воздействие на Д. внешнего электрического поля.

Вдали от Д. его электрическое поле Е убывает с расстоянием как 1/R³, т. е. быстрее, чем поле точечного заряда (Диполь 1/R²). Компоненты напряжённости поля Е вдоль оси Д. (E_p) и в направлении, перпендикулярном к р (E_┴), пропорциональны дипольному моменту и в системе единиц СГС (Гаусса) равны:

где ϑ — угол между р и радиусом-вектором R точки пространства, в которой измеряется поле Д.; полная напряжённость

Т. о., на оси Д. при ϑ = 0 напряжённость поля вдвое больше, чем при ϑ = 90°; при обоих этих углах оно имеет только компоненту E_p, причём при ϑ = 0 её направление параллельно р, а при ϑ = 90° — антипараллельно (рис. 2).

Действие внешнего электрического поля на Д. также пропорционально величине его дипольного момента. Однородное поле создаёт вращающий момент М =pE sinα (α — угол между вектором напряжённости внешнего электрического поля Е и дипольным моментом р; рис. 3), стремящийся повернуть Д. так, чтобы его дипольный момент был направлен по полю. В неоднородном электрическом поле на Д., кроме вращающего момента, действует также сила, стремящаяся втянуть Д. в область более сильного поля (рис. 4).

Электрическое поле любой нейтральной в целом системы на расстояниях, значительно больших её размеров, приближённо совпадает с полем эквивалентного Д. — электрического Д. с таким же дипольным моментом, как и у системы зарядов (т. е. поле на больших расстояниях от системы нечувствительно к деталям распределения зарядов). Поэтому во многих случаях электрический Д. является хорошим приближением для описания такой системы на больших по сравнению с её размерами расстояниях. Например, молекулы многих веществ можно приближённо рассматривать как электрический Д. (в простейшем случае это молекулы из двух ионов с зарядами противоположных знаков); атомы и молекулы во внешнем электрическом поле, несколько раздвигающем их положительные и отрицательные заряды, приобретают индуцированный (наведённый полем) дипольный момент и становятся микроскопическими Д. (см., например, Диэлектрики).

Электрический Д. с изменяющимся во времени дипольным моментом (вследствие изменения его длины l или зарядов e) является источником электромагнитного излучения (см. Герца вибратор).

Д. магнитный. Исследование взаимодействий полюсов постоянных магнитов (Ш. Кулон, 1785) привело к представлению о существовании магнитных зарядов, аналогичных электрическим. Пара таких магнитных зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, рассматривалась как магнитный Д. (обладающий магнитным дипольным моментом). Позднее было установлено, что магнитных зарядов не существует и что магнитные поля создаются движущимися электрическими зарядами, т. е. электрическими токами (см. Ампера теорема). Однако понятие о магнитном дипольном моменте оказалось целесообразным сохранить, поскольку на больших расстояниях от замкнутых проводников, по которым протекают токи, магнитные поля оказываются такими же, как если бы их порождали магнитные Д. (магнитное поле Д. магнитного на больших расстояниях от Д. рассчитывается по тем же формулам, что и электрическое поле Д. электрического, причём электрический момент диполя нужно заменить магнитным моментом тока). Магнитный момент системы токов определяется силой и распределением токов. В простейшем случае тока I, текущего по круговому контуру (витку) радиуса а, магнитный момент в системе СГС равен р = ISn/c, где S = πа² — площадь витка, а единичный вектор n, проведённый из центра витка, направлен так, что с его конца ток виден текущим против часовой стрелки (рис. 5), с — скорость света.

Аналогию между магнитным Д. и витком с током можно проследить и при рассмотрении действия магнитного поля на ток. В однородном магнитном поле на виток с током действует момент сил, стремящийся ориентировать виток так, чтобы его магнитный момент был направлен по полю; в неоднородном магнитном поле такие замкнутые токи («магнитные Д.») втягиваются в область с бо́льшей напряжённостью поля. На взаимодействии неоднородного магнитного поля с магнитным Д. основано, например, разделение частиц с различными магнитными моментами — ядер, атомов или молекул (магнитные моменты которых обусловлены движением входящих в их состав заряженных элементарных частиц, а также магнитными моментами, связанными со Спинами частиц). Пучок частиц, проходя через неоднородное магнитное поле, разделяется, т.к. поле сильнее изменяет траектории частиц с большим магнитным моментом.

Однако аналогия между магнитным Д. и витком с током (теорема эквивалентности) не является полной. Так, например, в центре кругового витка напряжённость магнитного поля не только не равна напряжённости поля «эквивалентного» Д., но даже противоположна ей по направлению (рис. 6). Магнитные силовые линии (в отличие от электрических силовых линий, которые начинаются и кончаются на зарядах) являются замкнутыми.

Лит.: Фейнман P., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, в. 5. Электричество и магнетизм, [пер. с англ.], М., 1966, гл. 6; Калашников С. Г., Электричество, М., 1956, § 17 (Общий курс физики, т. 2); Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967; Тамм И. Е., Основы теории электричества, 7 изд., М., 1957.

Г. Я. Мякишев, В. И. Григорьев.

Рис. 1. Электрический диполь: заряды -е и +е на расстоянии l друг от друга. Дипольный момент диполя р = el полностью определяет электрическое поле диполя на расстояниях R>>I.

Рис. 2. Электрическое поле диполя, изображенное с помощью силовых линий. В точке наблюдения А, находящейся на расстоянии R от центра диполя (R>>l), поле Е (направленное по касательной к силовой линии) разложено на 2 компоненты: E_p — параллельную оси диполя и E

Рис. 3. На диполь в однородном внешнем электрическом поле Е действует пара сил (-F, +F), которая создаёт вращающий момент, стремящийся повернуть диполь в направлении поля.

Рис. 4. Электрический диполь в неоднородном электрическом поле Е в частном случае, когда момент диполя p направлен по полю (сгущению силовых линий соответствует большая напряжённость поля). F₁, F₂ — силы, действующие со стороны поля на заряды +е и -e: F₂>F₁ и результирующая сила F=F₂-F₁ стремится переместить диполь в область большей напряжённости внешнего поля.

Рис. 5. Магнитный момент кругового тока.

Рис. 6. Магнитное поле вблизи кругового тока I (а) и магнитного диполя (б); на больших расстояниях поля́ одинаковы.

1. дипо́ль;
2. дипо́ли;
3. дипо́ля;
4. дипо́лей;
5. дипо́лю;
6. дипо́лям;
7. дипо́ль;
8. дипо́ли;
9. дипо́лем;
10. дипо́лями;
11. дипо́ле;
12. дипо́лях.

ДИПОЛЬ (от ди... и греч. polos - полюс) - 1) электрический диполь - совокупность двух точечных электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии друг от друга;

2) магнитный диполь - совокупность двух равных по величине фиктивных магнитных зарядов противоположного знака, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. В действительности магнитных зарядов не существует, однако магнитное поле замкнутых токов на больших от них расстояниях оказывается таким же, как если бы оно было создано магнитным диполем.

муж. doublet

(в физике твердого тела) dipole

m.dipole, doublet

м. радио

doblete m

м. эл.

dipolo

ДИПОЛЬ

(от греч. di — приставка, означающая дважды, двойной, и polos — полюс) электрический, совокупность двух равных по абс. величине разноимённых точечных зарядов (+е, -е), находящихся на нек-ром расстоянии l друг от друга. Осн. хар-кой электрич. Д. явл. его дипольный момент (ДМ) — вектор р, численно равный произведению l на е:p=el; принято считать, что вектор р направлен от отрицат. заряда (-е) к положительному (+е; рис. 1).

Рис. 1.

ДМ определяет электрич. поле Д. на большом расстоянии R от Д. (R->l), а также воздействие на Д. внеш. электрич. поля.

Вдали от Д. напряжённость его электрич. поля Е убывает с расстоянием как 1/R3, т. е. быстрее, чем поле точечного заряда (=-1/R2). Компоненты напряжённости поля Е вдоль оси Д. (Eр) и в перпендикулярном направлении (Е?) пропорциональны р и в Гаусса системе единиц равны:

где О — угол между р и радиусом-вектором R точки пр-ва, в к-рой измеряется поле Д.; полная напряжённость Е=?(Е2р+E2?). Т. о., на оси Д., т. е. при q=0, Ер вдвое больше, чем при q=90° (Е?=0 в обоих случаях); направление Ер в первом случае параллельно р, во втором — антипараллельно (рис. 2).

Рис. 2. Электрич. поле диполя: E — напряжённость поля в точке А, находящейся на расстоянии R от центра диполя; Ep и E? — параллельная и перпендикулярная оси диполя компоненты поля Е.

Действие внеш. электрич. поля на Д. также пропорц. р. Однородное внеш. электрич. поле Е создаёт вращающий момент M=pEsina (a — угол между Е и р; рис. 3), стремящийся повернуть Д. так, чтобы его ДМ был направлен по полю. В неоднородном электрич. поле на Д., кроме вращающего момента, действует также сила, стремящаяся втянуть Д. в область более сильного поля (рис. 4).

Электрич. поле любой в целом нейтр. системы на расстояниях, значительно больших её размеров, приближённо совпадает с полем эквивалентного Д.— электрич. полем Д. с таким же ДМ, как и у системы зарядов. Поэтому во мн. случаях электрич. Д. явл. хорошим приближением для описания таких систем на расстояниях, значительно превышающих размеры системы (см. ИЗЛУЧЕНИЕ). Напр., полярные молекулы можно приближённо рассматривать как электрич. Д.

Рис. 3. Электрич. диполь в однородном внеш. электрич. поле Е. Пара сил -F и +F стремится повернуть диполь в направлении поля.

Рис. 4. Электрич. диполь в неоднородном электрич. поле в случае, когда ДМ р направлен по полю. Сила F2 больше силы F1 результирующая сила F=F2-F1 стремится переместить диполь в область большей напряжённости внеш. поля.

Рис. 5. Магн. момент р кругового тока I радиуса а.

Атомы, неполярные молекулы и ионы в электрич. поле приобретают ДМ, т. к. составляющие их заряж. ч-цы несколько смещаются под действием внеш. поля (см. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ).

Электрич. Д. с изменяющимся во времени ДМ (вследствие изменения его длины или зарядов) явл. источником эл.-магн. излучения.

Д. магнитный. Исследование вз-ствий полюсов пост. магнитов (франц. физик Ш. Кулон, 1785) привело к представлению о существовании магн. зарядов. Пара таких зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, рассматривалась как магн. Д., обладающий магн. ДМ. Позднее было установлено, что магн. зарядов не существует, а магн. поля создаются движущимися электрич. зарядами. Однако понятие «магн. ДМ» оказалось целесообразным сохранить, поскольку на больших расстояниях от замкнутых проводников с током магн. поля оказались такими же, как если бы их порождали магн. Д. Поле магн. Д. на больших расстояниях от Д. рассчитывается по тем же ф-лам, что и поле электрич. Д., причём с заменой электрич. ДМ на магн. момент тока. Магн. момент системы токов определяется силой и распределением токов. В простейшем случае тока I, текущего по круговому контуру (витку) радиуса а, магн. момент в системе Гаусса равен:

р= ISn/c,

где S=na2 — площадь витка, а n — единичный вектор, перпендикулярный плоскости витка и направленный так, что с его конца ток виден текущим против часовой стрелки (рис. 5).

Аналогию между магн. Д. и витком с током можно проследить при рассмотрении действия магн. поля на ток. В однородном магн. поле на виток с током действует момент сил, стремящийся ориентировать виток так, чтобы его магн. момент был направлен по полю; в неоднородном магн. поле такие замкнутые токи («магн. Д.») втягиваются в область с большей напряжённостью поля. На вз-ствии неоднородного магн. поля с магн. Д. основано, напр., разделение ч-ц с разл. магн. моментами — ат. ядер, атомов, молекул. Пучок ч-ц, проходя через неоднородное магн. поле, разделяется, т. к. поле сильнее изменяет траектории ч-ц с большим магн. моментом.

Вблизи от витка с током аналогия его с магн. Д. (теорема эквивалентности) несправедлива. Так, напр., в центре кругового витка напряжённость магн. поля не только не равна напряжённости поля эквивалентного Д., но даже противоположна ей по направлению (рис. 6).

Рис. 6. Магн. поле вблизи кругового тока I (а) и магн. поля (б); на больших расстояниях поля одинаковы.

ДИПОЛЬ, молекула с разделенным электрическим зарядом. В КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ между двумя атомами пары электронов не обязательно равномерно распределены между атомами. В хлориде водорода (НСl) электроны притягиваются к атому хлора, имеющему больший отрицательный заряд, увеличивая его, и оставляя равный по величине положительный заряд на атоме водорода. Диполи определяют химические свойства молекул. У магнитных веществ диполи имеют полюса - северный и южный; их можно упорядочить для усиления магнитных свойств или нарушить упорядоченность для их ослабления.

дипо́ль

(от ди... и греч. pólos — полюс), 1) электрический диполь — совокупность двух точечных электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии друг от друга; 2) магнитный диполь — совокупность двух равных по величине фиктивных магнитных зарядов противоположного знака, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. В действительности магнитных зарядов не существует, однако магнитное поле замкнутых токов на больших от них расстояниях оказывается таким же, как если бы оно было создано магнитным диполем.

* * *

ДИПО́ЛЬ (от ди...(см. ДИ... (приставка)) и греч. polos — полюс),

1) электрический диполь — совокупность двух точечных электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии друг от друга;

2) магнитный диполь — совокупность двух равных по величине фиктивных магнитных зарядов противоположного знака, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. В действительности магнитных зарядов не существует, однако магнитное поле замкнутых токов на больших от них расстояниях оказывается таким же, как если бы оно было создано магнитным диполем.

(от греч.di — дважды, двойной иpolos — полюс) — в широком смысле — двухполюсный (например, система из двух разноименных электрических зарядов, полосовой магнит, особый тип излучающей антенны и т. д.).

— система двух разноименных равных по величине зарядов (электрических или магнитных), находящихся в непосредственной близости друг от друга. Д. характеризуется своим моментом, представляющим собой вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному и равный по величине произведению одного из зарядов на расстояние между ними. Понятие об электрическом Д. используется в некоторых методах электроразведки, где как Д. рассматриваются антенны, приемные и питающие электроды (см. Электропрофилирование, Электрозондирование). Понятие о магнитном Д. применяется в магниторазведке, где в качестве Д. рассматривается однородно намагниченная сфера или магнит, размеры которого значительно меньше, чем расстояние до точки, в которой рассчитывается магнитное поле.

(от греч. di - приставка, означающая дважды, двойной, и polos - полюс) - 1) Д. электрический - совокупность двух одинаковых по абс. значению О и противоположных по знаку электрич. зарядов, расстояние l между к-рыми во много раз меньше, чем расстояния от центра Д. до рассматриваемых точек его электрич. поля. Осн. хар-ка электрич. Д. - вектор р электрического дипольного момента, направл. вдоль оси Д. от отрицат. заряда к положит. (см. рис.) и равный р = Ql.

2) Д. магнитный - электрич. ток, протекающий по замкнутому контуру (витку), размеры к-рого малы по сравнению с расстоянием от него до рассматриваемых точек магн. поля тока. Осн. хар-кой магн. Д. является вектор его магнитного момента. Для плоского витка вектор направлен перпендикулярно к плоскости витка так, что из его конца ток в витке виден идущим против хода часовой стрелки и равен произведению силы тока на площадь витка.

Электрический диполь

ДИПОЛЬ — (1) электрический совокупность двух равноименных одинаковых электрических зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга; (2) распространённое название одного из типов антенн (см.) для коротких волн; (3) симметричный вибратор (см.), состоящий из двух одинаковых прямолинейных проводников, симметрично присоединённых к передатчику, приёмнику или соединительной линии.