静电场 · 矢量叠加实验台

电偶极子的场,离远了会怎样?

p = qd,方向 −q → +q

先别计算:净电荷为零,远处的电场会是什么样?

想象观测点放在偶极子的轴线上。选出你预测的电场方向与距离衰减规律,再用精确叠加检验。

轴线上、+q 外侧的方向
足够远时的数量级
预测 → 证据 → 纠错

精确矢量叠加

观测点在 +q 外侧,r 从偶极子中点量起
电偶极矩 p4.00 × 10⁻¹⁰ C·m
精确场强 |E|—
远场近似 |E|—
近似相对误差—

误差怎样随 r/d 收敛?

曲线按当前路径计算;竖线是你正在观察的位置。

轴线远场

两个分场方向相反、大小不同,不能先把电荷量相加再算。

|E| ≈ 2kp/r³,方向沿 p

拖动 r/d,观察误差何时进入 5% 以内。

把证据读成三句话

  1. 净电荷为零,不等于处处无场。两点电荷的场要逐个按矢量相加,通常不会完全抵消。
  2. 轴线远场约为 2kp/r³;中垂线远场约为 kp/r³,且方向与 p 相反。
  3. r ≫ d 是近似的使用条件。若 r 与 d 同量级,请回到精确矢量叠加。