쌍극자(dipole)

① 전기쌍극자(電氣雙極子) : 크기는 같고 부호가 반대인 두 전하가 나란히 선 배치를 전기쌍극자라 한다[그림 1]의 (a).
단순히 쌍극자라고 할 때는 전기쌍극자를 가리키는 경우가 많다.
두 전하를 각각 +q, -q, 전하 사이의 간격을 d라 할 때 p=qd를 쌍극자 모멘트라고 한다.
-q에서 +q로 향하는 길이 p의 벡터 p도 자주 이용되며 이것도 쌍극자 모멘트라고 한다.
쌍극자가 쿨롱의 법칙에 따라 만드는 전기장의 형태는 [그림 1]의 (b)와 같다.
전기장의 세기는 쌍극자 모멘트 p에 비례하며 쌍극자에서 떨어져 나오면 쌍극자와의 거리의 3제곱에 반비례하여 감소한다.
여러 가지 전하분포 중에서 단일 점전하(點電荷) 다음으로 간단한 분포를 이룬 것이 전기쌍극자이다.
염화수소(H+Cl-)와 같이 음양 이온으로 이루어진 두 원자 분자는 전기쌍극자의 예이다.
② 자기쌍극자(磁氣雙極子) : [그림 3]의 (a)와 같은 고리 모양 전류가 비오-사바르의 법칙 에 따라 만드는 자기장[그림 3]의 (b)는 고리 모양 천류에서 떨어진 곳에서는 전기쌍극자가 만드는 정전기장(靜電氣場) [그림 1]의 (b)와 같은 형태를 띤다.
즉 자기장의 원으로서의 고리 모양 전류는 전기장의 원(源)으로서의 전기쌍극자와 거의 같은 역할을 한다.
따라서 고리 모양 전류를 자기쌍극자라고 한다.
전류를 I, 고리 모양 전류가 에워싼 면(面)의 면적을 S라고 할 때 m=IS를 자기(磁氣 ; 쌍극자) 모멘트라고 한다.
벡터로서 생각할 때는 길이 m을 가지고 고리 모양 전류가 에워싼 면의 법선(法線) n의 방향을 향하는 벡터 m을 자기 모멘트라고 한다.
전기쌍극자에 의한 전기장과 자기쌍극자에 의한 자기장의 대응은 쌍극자 모멘트 p를 m으로 바꿔 놓으면 얻을 수 있다.
원자의 내부에는 전자운동에 의한 고리 모양 전류가 있어서 원자는 일반적으로 자기 모멘트를 가진다.

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