☆お勉強しようUz☆ 物理.電磁気

2016/3-2012/1 Yuji.W

電気四重双極子

◎ +q,-q の電荷がごく近くにある ◇ ke=1/(4Pi*ε0)

◇ ベクトル<A> 縦ベクトル<A) 単位ベクトル<-u> 内積* 外積# 微分;x 時間微分' 10^x=Ten(x) exp(i*x)=expi(x) 共約複素数\z物理定数 .

{復習}電気双極子

『電気双極子』 2016/3 ke=1/(4Pi*ε0)

◆ 電気双極子 <pd> 電場 <E> 電位 φ

双極子から観測点に向かう単位ベクトル <ru>

■ φ=ke*<pd>*<ru>/r^2=-ke*<pd>*<grad(1/r)>

 <E>=ke*[<ru>*3*(<ru>*<pd>)-<pd>]/r^3

■ <pd>=<zu>*pd のとき

 φ=ke*pd*z/r^3  電場 <E>=ke*pd*<3*x*z 3*y*z 3*z^2-r^2>/r^5

z軸上で <E>=<zu>*2*ke*pd/|z|^3 x軸上で <E>=-<zu>*ke*pd/|x|^3

電気四重極子◇

◎ 2つの電気双極子が作る電場 ◇ ke=1/(4Pi*ε0)

◆ (h/2,0,0)に電気双極子 <zu>*pd=一定 (-h/2,0,0)に電気双極子 -<zu>*pd=一定

観測点:z軸上(0,0,z) z>0 2つの電気双極子が観測点に作る電場 <E(0,0,z)>

■ r
=root[z^2+(h/2)^2]
=z*root{1+[h/(2*z)]^2}
=z*(1+h^2/8*z^2)
=z

 <1つ目の電気双極子が観測点に作る電場>
=ke*pd*<3*(-h/2)*z 0 3*z^2-r^2>/r^5

 <2つ目の電気双極子が観測点に作る電場>
=-ke*pd*<3*(h/2)*z 0 3*z^2-r^2>/r^5

両方の和を求めて <E>=-<xu>*3*ke*pd*h*z/r^5

pd=q*h であったから <E>=-<xu>*3*ke*q*h^2*z/r^5

また z/r^5=z/z^5=1/z^4

 <E>=-<xu>*3*ke*q*h^2/z^4 .

◇電気双極子が作る場で点電荷が受ける力◇

◆ 電気双極子 <pd>=<zu>*pd 位置:原点 正点電荷が受ける力

■ 上記の欄のグラフは、電気双極子が作る電場の方向を表している。正点電荷が受ける力の方向を表す。

z軸正方向にある正点電荷は、無限遠に飛び去る。ただし、1/|z|^3 の力だから、急激に遅くなる。

z軸負方向にある正点電荷は、原点に向かって来る。

z軸上にはなく、xy平面のz軸正の方向にある正点電荷は、初め原点から遠ざかるが、徐々にxy平面に向かうようになり、やがて、xy平面を横切る。横切った後、原点から遠ざかるが、やがて、原点に向かうようになる。

 電気四重極子 

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