תזכורת: דיפול חשמלי

1. תזכורת: דיפול חשמלי שני מטענים, q ו-q- במרחק d זה מזה +q -q הגדרה : מומנט הדיפול כאשר d מכוון מהמטען השלילי אל החיובי

2. + השדה החשמלי של דיפול r d x d/2 d/2 הראנו: השדה החשמלי בכיוון x רחוק מהדיפול (x>>d) הוא שזה גם ובאופן כללי גם בכיוונים אחרים

3. stigma דבורה עם מטען.... ועוד על שדה, דיפול ומטען בביולוגיה

4. מקור הכוח בין דבורים לבין גרגרי אבקה • הדבורים "משתפשפות" באוויר במעופן. כמו במקרים אחרים, השפשוף מביא להעברת מטען חשמלי נטו בין הדבורה לבין האוויר. דבורים טעונות דרך קבע במטען של כמה עשרותpC(1pC=10-12C). • היות שהדבורים טעונות, הן משרות דיפול חשמלי בחומרים מוליכים המצויים בקרבתן.כך קורה גם לגרגרי האבקה שהם מוליכים לא רעים. • הגרגר מהווה אז דיפול חשמלי מושרה, שחלקו השלילי קרוב לדבורה וחלקו החיובי רחוק ממנה.

5. + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + +

6. + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + הציור איננו בסקאלה נכונה

7. חישוב הכוח בין הגרגר לדבורה • הנחה (1) : נניח כי ניתן להתייחס לדבורה כאל מטען חשמלי חיובי נקודתי. נבחר ערך מייצג של qbee=93pC. • הנחה (2) : נניח שהמטען המושרה בגרגר שווה לזה של הדבורה, כלומר qdi-po (קיצור של dipole-pollen) גם הוא qdi-po=93pC. • אנו יודעים לחשב את השדה שמפעיל דיפול כפונקציה של המרחק, ואם נפעיל את השדה הזה על המטען של הדבורה, נמצא את הכוח שמפעיל הגרגר על הדבורה. • ברור שהכוח הזה מושך (הדבורה טעונה חיובית והיא קרובה יותר לקצה השלילי של הדיפול). לפי החוק השלישי של ניוטון, זהו גם הכוח שבו מושכת הדבורה את הגרגר.

8. תוצאה כמותית עוצמת שדה הדיפול של הגרגר במרחק r מתקבלת לפי נוסחת שדה הדיפול (אין צורך להציג אותה באופן וקטורי – ברור שאנו עוסקים בכיוון הדיפול). אורך הדיפול, d, הוא כגדול הגרגר,d=50mm. עוצמת שדה הדיפול של הגרגר במרחק 1mmהיא, לכן ומכאן שהכוח על הדבורה, אם היא נמצאת במרחק 1mm הוא

9. מדוע זו תוצאה חשובה? • המסה של גרגר אבקה היא כ2.510-7-גרם, כלומר, כ 2.510-10kg-. לכן, כוח המשיכה של כדור הארץ על הגרגר הוא רק מסקנה: הכוח שבו מושך הגרגר את הדבורה - וכמוהו גם הכוח שבו מושכת הדבורה את הגרגר, גדול פי כשלושת אלפים מהמשיכה הגראוויטציונית על הגרגר. אם הדבורה מגיעה למרחק של כמה מילימטרים מהגרגר הכוחות החשמליים שואבים את הגרגר אליה. אין צורך שהדבורה ממש תיגע בגרגר – וכך תהליך ההאבקה יעיל יותר.

10. כמה הערות משלימות • האבקן (anther) מבודד מבחינה חשמלית. לכן לא נוצר בו דיפול של ממש, ואין הוא מפעיל כוח חשמלי משלו על הגרגרים. • לאחר שהגרגר נצמד לגופה של הדבורה, גם הוא נטען באופן חיובי (כמה אלקטרונים עוברים מהגרגר לדבורה). • הגבעול (stigma) הוא מוליך המוארק לאדמה. לכן כאשר הדבורה הטעונה מתקרבת אליו, נוצר בו מטען חשמלי שלילי בהשראה (אלקטרונים עולים אליו מתוך כדור הארץ). כך הוא מושך את הגרגרים שנטענו חיובית ועוזר להם להגיע אליו מגופה של הדבורה.