静電場
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高校物理で学ぶ電磁気学「電気と磁気」で、次のように教わります。・・・どうして、そうなるの？  学ぶ項目を、ステップを細かく分けて一覧にしました。 「この項目は大丈夫だな。」と思うものは飛ばしてもらって結構です。 自分に必要な項目だけを学べば良いでしょう。 カッコ内は、文部科学省の学習指導要領に従った、目安となる履修学年です。 （０１）摩擦帯電・・・異なる物質の表面どうしを擦り合わせると、それらの物質間で電子が移動。 （０２）静電気（中２）・・・摩擦帯電により帯びた電気を「静電気」と言います。 （０３）静電気力（クーロン力）（中２）・・・正負の異なる静電気の間にはたらく力のことです。 （０４）シャルル・クーロン（１７３６−１８０６）・・・「クーロンの法則」を発見しました。 （０５）クーロンの法則（高２）・・・「万有引力」の式を真似て考え出されました。 （０６）電場（高２）・・・高校物理では、（０次元である）点電荷による電場だけ学びます。 （０７）線電荷による電場・・・１次元の線電場による電場は、どのようなものでしょうか？ （０８）面電荷による電場・・・２次元の面電場による電場は、コンデンサーの極板に相当します。 （０９）コンデンサー内の電場（高２）・・・面からの距離に関係なく一様だと言うけれど、本当？ （１０）電位（高２）・・・“静電気力による位置エネルギー”というイメージですね。 （１１）コンデンサーの電気容量（高２）・・・なぜ、あのような式で表されるのかを考えます。 （１２）誘電率・・・なぜ、あのような式で表されるのかを考えます。 （１３）電気力線（高２）・・・（電場の大きさ）＝（単位面積あたりの電気力線の本数）です。 （※）昔の定義から変更された、今の定義です。このように定義すると、 ある電荷から出ている電気力線の総本数は、電荷の大きさを誘電率で割ったものです。 （１４）カール・ガウス（１７７７−１８５５）・・・「ガウスの法則」を発見しました。 （１５）ガウスの法則（高２）・・・（電気力線の総本数）＝（電場の大きさ）×（表面積）＝（一定） （１６）電束・・・（電束の大きさ）＝（電荷の大きさ）＝（昔の電気力線の総本数）です。 （※）電気力線に対する元々の定義では、 ある電荷から出ている電気力線の総本数は、電荷の大きさでした。 （１７）電束密度・・・（電束密度の大きさ）＝（電場の大きさ）×（誘電率）です。 （１８）コンデンサーの蓄電エネルギー（高２）・・・積分計算を用いて、あの式の意味を考えます。 （１９）静電場のエネルギー・・・“電場というエリア”がもつエネルギーのことです。 「電磁気学」に戻る |
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