Calcule o valor da força devido a um pequeno dipolo elétrico com momento de dipolo de valor
sobre um elétron distante 25 nm ao longo do eixo do dipolo.
Passo 1
O enunciado pede a força que um dipolo elétrico de momento
exerce sobre um elétron a uma distância
ao longo do eixo do dipolo. O conteúdo é a interação entre dipolo e carga pontual, usando o campo elétrico de um dipolo no seu eixo.
Passo 2
O campo elétrico gerado por um dipolo no ponto sobre o seu eixo, a distância
do centro, vale
Aqui
.
A força sobre uma carga
imersa nesse campo é
Para o elétron,
com
. Portanto,
Passo 3
Substituindo os valores numéricos e usando
:
Então
O sinal negativo indica que a força atrai o elétron em direção ao dipolo. A magnitude da força é cerca de
.
Resposta
A força vale aproximadamente
isto é, de módulo
apontando em direção ao dipolo.