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線部以外電場と本数の関係や線部のとこ全部...

■どこまで理解しているか


線部以外

■どこが具体的にわからないか


電場と本数の関係や線部のとこ全部です

Ohjapan さんの質問 勉強レベル7
3週間前

回答(2件)

個人家庭教師

そもそも電場とは目に見えないものです。実際は電荷が存在する空間が歪んでいるイメージを持つとよいのですがそんなのよくわかりませんね笑。


目に見えない電場を扱う際にまず最初に高校で習うのはE=k Qq/r^2ですよね?これはある電荷の周りに1Cの電化をおいたときにE[N/C]の力を受けその大きさは電荷の大きさに比例、距離の二乗に反比例します。


次の捉え方としてガウスが電気力線というのも仮想的な線を考える方法です。この線は実際にはないですがこれがあることで見えない電場がより見えるようになります。例えば正電荷を置くとそこからあらゆる方向に電気力線が伸び出てきます。線の方向は+→−の向きです。ここで「電気力線の本数の密度が大きいほど電場が大きい」と決めます。よって電場は電気力線の本数の密度によって決まるのでE[本/m^2]となります。


ここで電荷Qが全部でN本の電気力線を出しているとするとその電荷を覆う面を考えます。簡単のために半径rの球でおおうとします。半径rのところの電場は先程の公式で E=k Qq/r^2です。つまり単位面積あたり(1㎡)では E=k Qq/r^2[本]の電気力線が通っています。では球全体での電気力線の本数Nについては急の表面積は4πr^2なのでN=4πkQでk=1/4πεよりN=Q/εという式が導けます。実はこれは球でなくてもこの式は成り立ちます。これにはストークスの式という大学での知識がいるので気が向いたら調べてみてください。


これから任意の面(面積S)での電場の大きさはE=N/S=Q/(εS)で求められることがわかります。電場の捉え方にもいろいろあるんだなぁ…ってことがわかってくれれば良いです。

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vayacy
さんは個人家庭教師をしています

ベストアンサーに選ばれました
個人家庭教師

●訂正

電場はE=k Q/r^2ですね

あなたがベストアンサーに選んだ
vayacy
さんは個人家庭教師をしています

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