Тема 6. Вопрос 2.

Поведение диполя во внешнем электрическом поле.

О днородное поле. Внесем диполь в однородное внешнее электрическое поле с напряженностью Е. На заряды диполя будут действовать силы F₁ = F₂ = qE . Разложим их на составляющие F₁, F₁ и F₂, F₂. Составляющие F₁ и F₂ стремятся растянуть диполь, а составляющие F₁ и F₂ создают вращающие моменты и поворачивают диполь (по часовой стрелке) до тех пор, пока он не расположится вдоль силовой линии.

	М1 = М2 – вращающие моменты (моменты сил), векторы моментов направлены от нас  чертежу; результирующий момент равен М = М1 + М2= 2qE(l/2)sin. Учитывая, что рэл = ql, получим:
	вращающий момент (момент сил), действующий на диполь во внешнем поле в скалярной и векторной формах

Таким образом, в однородном внешнем электрическом поле диполь одновременно будет растягиваться и поворачиваться до тех пор, пока не окажется в положении равновесия, при этом его дипольный момент станет параллельным вектору напряженности внешнего поля.

Неоднородное поле. В этом случае на положительный и отрицательный заряды диполя будут действовать неодинаковые силы (на рис. F₂  F₁). Найдем выражение для силы, действующей на диполь для случая, когда напряженность зависит только от одной переменной х. Пусть поле характеризуется градиентом dE/dx. Найдем результирующую силу F = F₂  F₁.

	изменение напряженности на отрезке lcos,  - угол между векторами рэл и Е
	результирующая сила и дипольный момент; подставляя, получим:
	сила, действующая на диполь в неоднородном электрическом поле

Таким образом, в неоднородном электрическом поле диполь будет одновременно поворачиваться, растягиваться и втягиваться в область более сильного поля.

Тема 6. Вопрос 3.

Работа по повороту диполя в однородном внешнем электрическом поле.

Если внести диполь в однородное электростатическое поле так, что его дипольный момент будет составлять угол  с вектором напряженности поля Е, силы поля F будут поворачивать диполь (на рис. – по часовой стрелке) до достижения им положения равновесия.

	работа при вращательном движении, М - вращающий момент,  - угол поворота
		работа по повороту диполя в однородном внешнем электростатическом поле

Если диполь из положения равновесия повернуть так, что между дипольным моментом и вектором напряженности внешнего поля образуется угол , диполь получит запас потенциальной энергии W_пот. Так как работа равна убыли потенциальной энергии, то в общем случае получим:

	Изменение потенциальной энергии диполя во внешнем электростатическом поле
	Потенциальная энергия диполя во внешнем поле. Для определения константы надо принять некоторое положение диполя за нулевое (какое хочешь). Скобки в формуле – скалярное произведение указанных векторов.