Kalkulator dipolowy
Moment dipolowy w chemii i fizyce – szybkie obliczenia i konwersje.
- Bez rejestracji
- Szybkie działanie
- Operacje w pamięci
Zero back-endu, 100% lokalnie.
Kalkulator dipolowy
Tryby: 1) Moment p = q·d i konwersja do Debye. 2) Far‑field: E i V dla p, r, θ. 3) Near‑field: dokładne E i V dla dwóch ładunków ±q w odległości s (oś lub równik). 4) Moment siły τ = pE sinφ oraz U = −pE cosφ.
Moment p = q·d
Far‑field (punktowy dipol)
Near‑field (dwa ładunki)
Moment siły i energia
Kalkulator momentu dipolowego – oblicz siłę pola i separację ładunków
Oblicz moment dipolowy cząsteczki lub układu dwóch ładunków elektrycznych. Kalkulator dipolowy pozwala wyznaczyć wartość wektorową momentu, jego kierunek oraz siłę pola elektrycznego w punkcie. Doskonały dla studentów fizyki, chemii, elektrostatyki i nanotechnologii.
Uruchom kalkulator momentu dipolowego Zobacz wzory i przykłady
Co to jest moment dipolowy
Moment dipolowy (p) to wektorowa wielkość fizyczna opisująca rozdzielenie ładunków dodatnich i ujemnych w układzie. Im większy moment, tym silniejsze pole elektryczne wytwarzane przez dipol i większa jego zdolność do oddziaływania z innymi cząstkami. W chemii moment dipolowy decyduje o polarności cząsteczek, a w fizyce – o charakterze pola elektrostatycznego.
Podstawowy wzór na moment dipolowy
p = q · d
gdzie:
p – moment dipolowy [C·m]
q – wartość ładunku [C]
d – odległość między ładunkami [m]
Wektor momentu dipolowego skierowany jest od ładunku ujemnego do dodatniego. Wartość zależy liniowo od ładunku i odległości między nimi, dlatego nawet mały ładunek przy dużym rozdzieleniu może generować znaczny moment.
Pole elektryczne wytwarzane przez dipol
E = (1 / 4πε₀) · (p / r³) · (2cosθ · r̂ + sinθ · θ̂)
Natężenie pola dipolowego maleje z sześcianem odległości (1/r³). W kierunku osi dipola pole ma największą wartość, a w płaszczyźnie prostopadłej – jest słabsze o połowę.
Jednostki momentu dipolowego
| Jednostka | Symbol | Równoważność |
|---|---|---|
| Kulombometr | C·m | Jednostka SI |
| Debye | D | 1 D = 3.33564×10⁻³⁰ C·m |
| Statcoulomb·cm | esu·cm | 1 esu·cm = 10⁻¹⁸ C·m |
Jak korzystać z kalkulatora
- Podaj wartość ładunku w kulombach (C) lub mikro-/nano-kulombach.
- Wpisz odległość między ładunkami w metrach.
- Kliknij Oblicz – otrzymasz moment dipolowy w C·m i Debye.
- Możesz także wprowadzić kąt i odległość, aby obliczyć pole dipolowe.
Przykłady obliczeń
Układ dwóch ładunków ±1 µC
q = 1×10⁻⁶ C, d = 0.05 m → p = 5×10⁻⁸ C·m = 1.5×10²² D.
Cząsteczka wody H₂O
Moment dipolowy = 6.17×10⁻³⁰ C·m = 1.85 D.
To klasyczny przykład polarnej cząsteczki.
Cząsteczka HCl
Moment dipolowy = 3.6×10⁻³⁰ C·m = 1.08 D.
Pole w osi dipola jest silniejsze niż w płaszczyźnie prostopadłej.
Układ mikroskopowy
q = 2×10⁻⁹ C, d = 0.02 m → p = 4×10⁻¹¹ C·m = 1.2×10¹⁹ D.
Wzory powiązane
Energia dipola w polu elektrycznym:
U = -p · E · cosθ
Moment siły działający na dipol:
M = p × E
Dipol w polu elektrycznym ustawia się w taki sposób, by jego moment był równoległy do kierunku pola – wówczas energia układu jest minimalna.
Najczęstsze pytania (FAQ)
Jak przeliczyć Debye na kulombometry?
1 D = 3.33564×10⁻³⁰ C·m. Wystarczy pomnożyć wartość w Debye przez ten współczynnik.
Jakie są typowe wartości momentu dipolowego cząsteczek?
Dla cząsteczek polarnych: 0.5–5 D, dla niepolarnych: ~0 D.
Czy kalkulator działa dla dipoli magnetycznych?
Nie, dotyczy wyłącznie dipoli elektrycznych. Dla magnetycznych obowiązuje analogiczna zasada, lecz inne jednostki (A·m²).
Czy moment dipolowy może być zerowy?
Tak – w cząsteczkach symetrycznych, gdzie środek ładunku dodatniego pokrywa się z ujemnym.
Zastosowania momentu dipolowego
- Określanie polarności cząsteczek chemicznych.
- Analiza oddziaływań międzycząsteczkowych.
- Modelowanie pól elektrostatycznych w nanostrukturach.
- Obliczenia energii potencjalnej w polu elektrycznym.
- Projektowanie materiałów dielektrycznych i sensorów.
Podsumowanie: Kalkulator momentu dipolowego umożliwia szybkie obliczenie siły oddziaływania między ładunkami i wartości momentu w układzie elektrycznym. Pozwala analizować zarówno proste układy fizyczne, jak i złożone cząsteczki polarne w chemii i materiałoznawstwie.