Question

Почему электрическое поле диполя в основном сосредоточено вблизи системы зарядов?

Answer 1

Потому что диполь - это два одинаковых по модулю  разноименных точечных заряда, которые расположены вблизи друг к другу. Их поля компенсировали бы друг друга, и не было бы вообще никакого поля, если бы заряды были в одной точке, а когда заряды почти в одной точке поля почти компенсируют друг друга. А если рассмотреть пространство вблизи диполя (вблизи означает, что на расстояниях, соразмерных расстоянию между зарядами), уже будет сказываться то, что заряды не в одной точке, и будет какое-то заметное поле.

Answer 2

Электрический диполь - это система из двух равных, но противоположно заряженных частиц, разделенных небольшим расстоянием. Возникающее при этом электрическое поле обладает определенными свойствами, которые делают его особенным.

Когда речь идет о поле диполя, нужно учитывать, что поле отдельных зарядов существенно уменьшается с расстоянием от них. Однако в случае диполя, эти два заряда находятся близко друг к другу, а расстояние между ними невелико по сравнению с расстоянием до точки наблюдения. Это позволяет создать особую конфигурацию поля, в которой некоторые эффекты становятся более заметными.

Главное свойство электрического диполя, которое делает его поле сосредоточенным вблизи системы зарядов, - это отмена эффектов отдаленных монопольных составляющих. Монопольный момент - это просто суммарный заряд системы, умноженный на среднее расстояние между зарядами. Если суммарный заряд диполя равен нулю (как, например, в случае нейтральных атомов), то монопольный момент также будет равен нулю, и первое приближение поля (монопольный член) будет практически отсутствовать.

Таким образом, второе приближение становится важным, и электрическое поле диполя в основном определяется его дипольным моментом. Дипольный момент - это величина, равная разности зарядов диполя, умноженной на расстояние между зарядами. Он оказывается пропорциональным самому полю, создаваемому диполем.

Поскольку электрическое поле зависит от расстояния, оно сильно уменьшается с расстоянием от диполя. Поэтому вблизи системы зарядов (то есть ближе к самому диполю) поле существенно сильнее, чем на больших расстояниях от него.

Следовательно, электрическое поле диполя в основном сосредоточено вблизи системы зарядов из-за отмены монопольных составляющих и преобладания дипольных моментов, что делает его более интенсивным вблизи диполя и слабеющим с расстоянием от него.