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Fisica

sm. [sec. XIX; di- (terminologia scientifica)+polo (astronomi, fisica e altro)]. In fisica, in un campo, insieme di un punto da cui escono tutte le linee di flusso del campo (sorgente) e di un punto in cui tutte confluiscono (pozzo), quando la loro distanza è molto piccola, al limite infinitamente piccola; asse del dipolo è la congiungente i due elementi, momento del dipolo è un vettore orientato come l'asse e di modulo uguale al prodotto della grandezza che caratterizza pozzo e sorgente per la distanza tra essi.

Dipolo elettrico

In elettrologia, è detto dipolo elettrico l'insieme di due cariche elettriche puntiformi, di uguale grandezza ma di segno opposto, poste a una distanza d piccola e costante. Il vettore di grandezza pari a qd e diretto dalla carica negativa -q alla carica positiva +q è il momento del dipolo. Il caso più interessante di dipolo elettrico è quello dei dipoli atomici e dipoli molecolari. Se si applica un campo elettrico a un materiale, la forza esercitata sui protoni dei nuclei e sugli elettroni dei gusci sposta gli uni e gli altri in senso opposto, dando luogo in ciascun atomo o molecola a un dipolo indotto. Alcune molecole hanno una distribuzione asimmetrica delle cariche anche in assenza di campo elettrico esterno e costituiscono pertanto dei dipoli permanenti. Anche quando la carica elettrica complessiva di ciascun atomo o molecola è nulla, la presenza di dipoli indotti o permanenti dà origine a campi elettrici.

Dipolo magnetico

In modo formalmente analogo al caso del dipolo elettrico, si definisce il dipolo magnetico, come insieme di due masse magnetiche puntiformi, di valore uguale e di polarità opposta, poste a una data distanza d tra loro. Il momento del dipolo magnetico ha definizione analoga a quella data nel caso del dipolo elettrico; il verso del vettore momento è diretto dalla massa Sud alla massa Nord. Un ago magnetico costituisce un tipico esempio di dipolo magnetico; inoltre, poiché una spira percorsa da corrente è assimilabile a un ago magnetico (essendo uguale la forma del campo magnetico prodotto da un ago e quella del campo prodotto da una spira), anche una spira percorsa da corrente è un dipolo magnetico. Essa possiede un momento di dipolo magnetico pari a MiSH, in cui μ è la permeabilità magnetica del mezzo, i l'intensità di corrente che percorre la spira, S la sua superficie, H l'intensità del campo magnetico nel suo centro. Il vettore momento di dipolo è diretto perpendicolarmente alla superficie della spira, passa per il suo centro e ha verso dato da quello di avanzamento di una vite che ruota nel senso della corrente. Anche gli elettroni rotanti attorno a un nucleo atomico, essendo assimilabili alla corrente in una spira, producono un momento di dipolo magnetico. Altro esempio di momento di dipolo magnetico, a livello subatomico, è quello posseduto da tutte le particelle cariche, elettroni, protoni, ecc., rotanti attorno al loro asse, dotate cioè di carica e di spin; gli stessi neutroni, tuttavia, posseggono un momento magnetico di dipolo, e questo prova che in essi sono presenti cariche elettriche rotanti, tali da neutralizzarsi, per quanto riguarda gli effetti elettrici, ma non disposte simmetricamente. Il momento di dipolo magnetico complessivo di un atomo o di una molecola è dato dalla somma vettoriale dei momenti di dipolo dovuti alla rivoluzione degli elettroni intorno al nucleo e allo spin dei singoli elettroni e nucleoni.

Dipolo elettromagnetico

Sia per un dipolo elettrico, sia per un dipolo magnetico, si può presentare il caso che le cariche elettriche o le masse magnetiche varino nel tempo: i due casi sono equivalenti e si ha allora un dipolo elettromagnetico che irradia energia elettromagnetica nello spazio circostante. Nel caso, per esempio, di cariche elettriche di un dipolo elettrico oscillanti lungo l'asse, come avviene in una antenna a dipolo, si trova che, per una variazione sinusoidale delle cariche, la potenza irradiata è uguale a

in cui μ è la permeabilità magnetica del mezzo, c la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche, d la distanza tra le cariche nel dipolo, imax il valore massimo della corrente elettrica lungo l'asse del dipolo e λ la lunghezza dell'onda irradiata, corrispondente alla frequenza di oscillazione delle cariche.