Τι είναι το Διπολικό Πεδίο;

Στη φυσική, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι διπόλων, ένα μαγνητικό δίπολο και ένα ηλεκτρικό δίπολο. Εννοιολογικά, μοιάζουν στο ότι ο όρος δίπολο σημαίνει «έχω δύο πόλους». Διπολικό πεδίο είναι το άθροισμα των ηλεκτρικών πεδίων που προκύπτουν από το δίπολο σε κάθε σημείο μιας περιοχής, ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για ηλεκτρικό δίπολο ή μαγνητικό δίπολο. Το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί να αναπαρασταθεί από ένα διπολικό πεδίο.

Ηλεκτρικά δίπολα είναι οποιοδήποτε σύνολο ίσων και αντίθετων φορτίων, μια πλευρά θετική και μια πλευρά αρνητική. Ένα άτομο υδρογόνου είναι ένα δίπολο καθώς έχει ένα θετικά φορτισμένο πρωτόνιο και ένα αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο. Ωστόσο, ένα μόριο νερού είναι επίσης ένα δίπολο επειδή τα ηλεκτρόνια έλκονται περισσότερο από το άτομο οξυγόνου από τα δύο σταθερά άτομα υδρογόνου.

Το διπολικό πεδίο που περιβάλλει ένα ηλεκτρικό δίπολο είναι το συνολικό ηλεκτρικό πεδίο που αποτελείται από την ηλεκτρική δύναμη που οφείλεται στα δύο φορτία εντός του διπόλου που δρουν σε ένα θετικό δοκιμαστικό φορτίο σε κάθε σημείο της περιοχής. Αυτό το ηλεκτρικό πεδίο αποτελείται από τη δύναμη σε αυτό το θετικό δοκιμαστικό φορτίο διαιρούμενη με το μέγεθος του φορτίου και είναι προς την κατεύθυνση της δύναμης. Αυτό μπορεί να φανεί εύκολα σχεδιάζοντας βέλη για να αναπαραστήσουν το μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης σε κάθε σημείο και στη συνέχεια σχεδιάζοντας γραμμές πεδίου παράλληλες προς την κατεύθυνση της δύναμης από το ένα φορτίο στο άλλο. Το μέγεθος και η κατεύθυνση του αθροίσματος αυτών των δυνάμεων είναι το διπολικό πεδίο.

Ένα μαγνητικό δίπολο είναι ουσιαστικά ένας μαγνήτης ράβδου και έχει δύο διαφορετικούς πόλους, βόρειο και νότιο. Το διπολικό πεδίο σύμφωνα με ένα μαγνητικό δίπολο είναι το συνολικό μαγνητικό πεδίο που αποτελείται από τις μαγνητικές δυνάμεις σε κάθε σημείο της περιοχής. Όλοι οι μαγνήτες είναι στη φύση τους δίπολα. Μία από τις τέσσερις ηλεκτρομαγνητικές εξισώσεις που αναπτύχθηκε από τον James Maxwell δηλώνει ότι δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως ένα μαγνητικό μονόπολο.

Στη γεωφυσική, το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί να αναπαρασταθεί ως διπολικό πεδίο με γραμμές μαγνητικού πεδίου που εκτείνονται από τον γεωγραφικό Νότιο Πόλο έως τον γεωγραφικό Βόρειο Πόλο. Η ισχύς του διπολικού πεδίου είναι στο μέγιστο όταν οι γραμμές πεδίου είναι πιο κοντά μεταξύ τους, όπως στον Βόρειο και Νότιο πόλο, και εξασθενεί καθώς οι γραμμές πεδίου απομακρύνονται. Μια γραμμή που χαράσσεται στο μέσο του διπολικού πεδίου, στον ισημερινό της Γης, αντιπροσωπεύει το ισημερινό επίπεδο και είναι κάθετη στις γραμμές του μαγνητικού πεδίου.