Τι είναι η στιγμή του διπόλου;

Ας θεωρήσουμε, όπως εφαρμόζεται στην ηλεκτροδυναμική, τι είναι διπολική στιγμή. Οι φορείς στοιχειώδους φορτίου που ρέουν κατά μήκος ενός ευθύγραμμου τμήματος του συστήματος αγωγών σχηματίζουν ένα συνεχές ρεύμα. Συνεπώς, υπάρχει μια τρέχουσα φόρτιση του υποδεικνυόμενου ρεύματος (I * L, όπου I είναι η τρέχουσα τιμή, L είναι το μήκος του τμήματος). Με τη σειρά του, ο νόμος του Αμπερέ θεωρεί δύο παράλληλες τρέχουσες χρεώσεις για τον L, που τείνουν στο άπειρο. Σε ένα κλειστό βρόχο, τα δύο μισά του έχουν αντίθετο ρεύμα προς την κατεύθυνση που σχηματίζει ένα διπολικό ρεύμα. Ένα πεδίο vortex δημιουργείται γύρω από κάθε τέτοιο δίπολο, το οποίο έχει το δικό του διπολικό φορτίο ρεύματος, προσανατολισμένο κάθετα προς το επίπεδο στο οποίο βρίσκεται το περίγραμμα. Ονομάζεται η στιγμή του διπόλου. Αλλά δεδομένου ότι εξετάζουμε μόνο την τρέχουσα συνιστώσα, τότε για τη μετάβαση στον ηλεκτρομαγνητισμό ο ίδιος όρος ονομάζεται διαφορετικά. Ένα άλλο όνομα είναι η μαγνητική διπολική στιγμή (Pm, μερικές φορές μόνο m).

Είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά κάθε ουσίας. Πιστεύεται ότι η διπολική στιγμή προκύπτει από τα ρεύματα (τόσο στον μικρόκοσμο όσο και στα μακροσυστήματα). Κάτω από τον μικρόκοσμο στην περίπτωση αυτή εννοούμε ένα άτομο: τα φορτία (ηλεκτρόνια) που κινούνται σε κυκλικές τροχιές μπορούν να θεωρηθούν ως ηλεκτρικό ρεύμα. Δεδομένου ότι η ουσία αποτελείται από στοιχειώδη σωματίδια, κάθε μία από αυτές έχει επίσης τη δική της στιγμή. Εφιστούμε την προσοχή στο γεγονός ότι με στοιχειώδη σωματίδια πρέπει να καταλάβουμε όχι μόνο μόρια και άτομα, αλλά και πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια και, ενδεχομένως, ακόμα μικρότερα συστατικά. Από την άποψη της κβαντομηχανικής, η μαγνητική διπολική τους ροπή οφείλεται στη δική τους μηχανική περιστροφή - περιστροφή. Ωστόσο, αυτή η παραδοχή αμφισβητήθηκε πρόσφατα όλο και περισσότερο υπό το πρίσμα της τελευταίας θεωρίας πεδίων των σωματιδίων. Για παράδειγμα, η ύπαρξη του λεγόμενου ανώμαλου διπόλου, η αξία του οποίου διαφέρει από τους υπολογισμούς της εξίσωσης στην κβαντική θεωρία, αναγνωρίζεται παγκοσμίως. Αλλά από την άποψη του πεδίου, όπου το μαγνητικό πεδίο οποιουδήποτε στοιχειώδους σωματιδίου δεν παράγεται από την περιστροφή περιστροφής των φορέων φορτίου, αλλά είναι ένα από τα σταθερά συστατικά του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, το ανώμαλο δίπολο εξηγείται εύκολα. Η τιμή ορίζεται ως ένα ορισμένο σύνολο κβαντικών αριθμών με το διορθωτικό στοιχείο της περιστροφής. Έτσι, η μαγνητική ροπή για ένα νετρόνιο εξαρτάται από το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγει και από την ενέργεια του μεταβαλλόμενου ηλεκτρομαγνητικού πεδίου.

Κατά τον υπολογισμό της τιμής του για ένα ολόκληρο κύκλωμα, χρησιμοποιείται η μέθοδος ολοκληρωμένης προσθήκης των διπολικών ροπών των απλούστερων ρεύματων διπόλων, τα οποία δημιουργούν ένα κλειστό κυκλικό περίγραμμα.

Η διπολική ροπή στην ηλεκτροδυναμική καθορίζεται από τον τύπο:

Pm = S * I * n,

Όπου I είναι η τιμή του ρέοντος ρεύματος. S είναι η περιοχή του κλειστού βρόχου (κυκλική). Το Ν είναι ένα διάνυσμα κατευθυνόμενο κάθετα στο επίπεδο στο οποίο βρίσκεται το περίγραμμα. Αν και ο παραπάνω τύπος δεν δείχνει αυτό, η τιμή του Pm είναι επίσης φορέας, η κατευθυντικότητα του οποίου μπορεί να προσδιοριστεί από τον κανόνα του τρυπανιού (δεξιόστροφη βίδα) γνωστή στην κλασική μηχανική: αν η περιστροφή του φανταστικού κοχλία συγκρίνεται με την κατεύθυνση του ρέοντος ρεύματος, η κίνηση του σώματος του κοχλίου συμπίπτει με τον επιθυμητό φορέα.

Το ηλεκτρικό πεδίο ενός διπόλου διαφέρει από το πεδίο ενός φορτίου, πρώτα από όλα, από τη διαμόρφωση των γραμμών δύναμης. Δεδομένου ότι από την άποψη της φυσικής, ένα τέτοιο δίπολο είναι ένα ισορροπημένο σύστημα δύο ηλεκτρικών φορτίων, των οποίων τα moduli είναι ίσα και η πολικότητα είναι αντίθετη (+ και -), τότε οι αντίστοιχες γραμμές τάσης ξεκινούν με ένα φορτίο και τελειώνουν στο άλλο. Στην περίπτωση φορέα φόρτισης μόνο ενός σημείου, οι γραμμές αποκλίνουν προς όλες τις κατευθύνσεις, όπως το φως ενός λαμπτήρα.