化学と物理学における双極子の定義

この方向探知アンテナは、16 個のダイポール素子アレイで構成されています。

vzmaze /ゲッティイメージズ

双極子は反対の電荷の分離です。双極子は、その 双極子モーメント （メートル）。

双極子モーメントは、電荷間の距離に電荷を掛けたものです。双極子モーメントの単位はデバイで、1 デバイは 3.34×10 です。⁻³⁰Cm。双極子モーメントは、大きさと方向の両方を持つベクトル量です。

電気双極子モーメントの方向は、負電荷から正電荷に向かっています。電気陰性度の差が大きいほど、双極子モーメントが大きくなります。反対の電荷を分離する距離も、双極子モーメントの大きさに影響します。

双極子の種類

双極子には次の 2 種類があります。

• 電気双極子
• 磁気双極子

電気双極子は、正と負の電荷 (陽子と電子または 陽イオン と アニオン ) は互いに分離されています。通常、電荷はわずかな距離で分離されています。電気双極子は、一時的または永続的である可能性があります。永久電気双極子はエレクトレットと呼ばれます。

の閉ループがある場合、磁気双極子が発生します。 電流 、電気が流れているワイヤのループなど。移動する電荷には、関連する磁場もあります。電流ループでは、磁気双極子モーメントの方向は、右手のグリップ規則を使用してループを通過します。磁気双極子モーメントの大きさは、ループの電流にループの面積を掛けたものです。

双極子の例

化学では、双極子は通常、共有結合した 2 つの原子またはイオン結合を共有する原子の間の分子内の電荷の分離を指します。たとえば、水分子 (H₂O) は双極子です。

分子の酸素側は正味の負電荷を帯びていますが、2 つの水素原子を含む側は正味の正電荷を持っています。水のような分子の電荷は部分電荷であり、陽子または電子の「1」にならないことを意味します。すべての極性分子は双極子です。

二酸化炭素 (CO₂) 双極子が含まれています。分子全体に電荷分布があり、酸素原子と炭素原子の間で電荷が分離されています。

単一の電子でさえ、磁気双極子モーメントを持っています。電子は移動する電荷であるため、小さな電流ループがあり、磁場を生成します。直感に反するように思えるかもしれませんが、一部の科学者は、単一の電子も電気双極子モーメントを持っている可能性があると考えています。

パーマネント 磁石 は、電子の磁気双極子モーメントのために磁気的です。棒磁石の双極子は、磁南から磁北を指します。

磁気双極子を作る唯一の既知の方法は、電流ループを形成するか、量子力学スピンを介することです。

双極子限界

双極子モーメントは、その双極子限界によって定義されます。基本的に、これは電荷間の距離が 0 に収束する一方で、電荷の強さが無限大に発散することを意味します。帯電強度と分離距離の積は一定の正の値です。

アンテナとしてのダイポール

物理学では、ダイポールの別の定義は、中心にワイヤーが接続された水平の金属棒であるアンテナです。