Ni ni tofauti kati ya monopoli maikinitiki na monopoli stakabili kwa uraibu wa viwango vyao?

Tofauti Kati ya Mipole Maegeshini na Mipole Mawelekoni kuhusu Viwango

Mipole maegeshini na mipole mawelekoni ni mada muhimu katika electromagnetism, na wanaweza kuonyesha tofauti kubwa katika sifa zao za viwango na tabia. Hapa chini ni ushindani wa kutosha wa aina mbili hizi za mipole kuhusu viwango yao:

1. Mifano na Umbo Lami

Mipole Mawelekoni: Mipole mawelekoni inatafsiriwa kama charge nukta moja tu, ya positive au negative. Kulingana na sheria ya Coulomb, viwango vilivyoweza kutokana na mipole mawelekoni huongezeka kwa mraba wa umbali (1/r2) na yanapanda kutoka (au kurudi kwenye) charge.

Mipole Maegeshini: Mipole maegeshini ni charge maegeshini nukta moja tu, sawa na mwanachora wa mipole mawelekoni. Lakini, mipole maegeshini hayajaonekana katika asili. Matukio maegeshini yote yanayoko ni kutokana na dipole (zawadi za north na south poles). Ikiwa mipole maegeshini ingekuwa wako, wangeweza kutengeneza viwango vya maegeshini sawa na vya mipole mawelekoni, lakini hii bado ni uongozo thamani.

2. Tabia ya Viwango

Mipole Mawelekoni

Unganisho wa Viwango: Viwango E vilivyoweza kutokana na mipole mawelekoni ni symmetric sphere na yanafuata sheria ya Coulomb:

ambapo $\mathrm{<br>}$q ni charge, ϵ0 ni vacuum permittivity, $\mathrm{<br>}$r ni umbali kutoka kwenye charge hadi point ya utafiti, na r^ ni vector unit radial.

• Unganisho wa Potential: Potentiali ya mawelekoni V ya mipole mawelekoni hutumika kwa umbali:

Mipole Maegeshini (Thamani)

• Unganisho wa Viwango: Ikiwa mipole maegeshini ingekuwa wako, wangeweza kutengeneza magnetic field B symmetric sphere sawa, fuatilia forma ya sheria ya Coulomb:

  

• ambapo   $\mathrm{<span\; style="font-family:\; arial,\; helvetica,\; sans-serif;\; font-size:\; 16px;">g\; ni\; charge\; maegeshini, </span>\; }$μ0 ni vacuum permeability,   $\mathrm{<br>\; }$r ni umbali kutoka kwenye mipole maegeshini hadi point ya utafiti, na r^ ni vector unit radial.

• Unganisho wa Potential Scalar: Potential scalar maegeshini ϕm pia hutumika kwa umbali:

  

3. Sifa Sauti za Lines ya Viwango

• Lines ya Viwango Mawelekoni: Lines ya viwango mawelekoni ya mipole mawelekoni yanatoka kutoka kwenye charge positive (au kukusanya kwenye charge negative) na yanazidi mpaka milele. Lines hizi ni divergent, inaonyesha kwamba viwango mawelekoni yanaradiates nje.

• Lines ya Viwango Maegeshini: Lines ya viwango maegeshini ya mipole maegeshini pia yanatoka kutoka kwenye monopole (au kukusanya kwenye yake) na yanazidi mpaka milele. Lines hizi pia ni divergent, inaonyesha kwamba viwango maegeshini yanaradiates nje.

4. Expansions Multipole za Kiwango cha Juu

• Electric Multipoles: Pamoja na mipole mawelekoni, kunaweza kuwa na electric dipoles, quadrupoles, na kadhalika. Electric dipole unajumuisha charges sawa na opposite, na ungano wake wa viwango una tofautiana na wa mipole mawelekoni, unavyotoboa symmetry na sifa za decay zaidi.

• Magnetic Multipoles: Matukio maegeshini yanayoendelea yanayotokana na magnetic dipoles, kama vile bar magnets au current loops. Ungano wa viwango wa magnetic dipole unavyotoboa na wa electric dipole, lakini katika matumizi ya kijamii, tunasoma magnetic dipoles tu bila multipoles magnetic za kiwango cha juu.

5. Utangazaji katika Maxwell's Equations

• Mipole Mawelekoni: Katika Maxwell's equations, density ya charge ρ inajulikana kwenye Gauss's law for electricity:

• Hii inaonyesha kwamba presence ya mipole mawelekoni linaleta divergence katika viwango mawelekoni.

• Mipole Maegeshini: Katika Maxwell's equations standard, hakuna density ya charge maegeshini ρm, kwa hivyo Gauss's law for magnetism ni:

Hii inaonyesha kwamba katika electromagnetism classical, hakuna mipole maegeshini isolated. Lakini, ikiwa mipole maegeshini ingewekwa, equation hii itakuwa:

Hii inakubalika kwa existence ya mipole maegeshini.

6. Matokeo Quantum

• Mipole Mawelekoni: Mipole mawelekoni yanavyo wako katika ukweli na viwango vyao vya mawelekoni vinaweza kutafsiriwa kwa kutumia quantum electrodynamics (QED).

• Mipole Maegeshini: Ingawa mipole maegeshini hayajaonekana, wana umuhimu mkubwa katika quantum mechanics. Kwa mfano, Dirac alitoeleweka kwamba existence ya mipole maegeshini litaweza kuleta quantization ya charges mawelekoni na maegeshini na litaweza kuathiri phase ya wave function ya particles charged.

Muhtasari

• Mipole Mawelekoni: Yanavyo wako, yanaweza kutengeneza viwango mawelekoni symmetric sphere ambayo huongezeka kwa mraba wa umbali.

• Mipole Maegeshini: Thamani, thabiti yanaweza kutengeneza viwango maegeshini symmetric sphere ambayo huongezeka kwa mraba wa umbali.

Tofauti kuu inapatikana katika kwamba mipole mawelekoni ni matukio ya dunia halisi, na mipole maegeshini yanavyo baki kuwa hypothesis thamani.