電荷から離れるに従って電位はゼロになるということになります。電荷の上で電位がゼロで、電荷から離れるに従って電位はマイナス無限大に発散するということになります。距離無限大で電位が無限大に発散するのかということが理解できません。遠い距離では同様に電位はゼロにならないのはなぜでしょうか?電場を積分することで電位が得られ、平面電荷の場合には電場が距離によらず一定であるために、このようなことが起きることは数式的には理解できるのですが直感的に理解することができません。どなたかわかりやすい説明をよろしくお願いいたします。通報するこの質問への回答は締め切られました。電位は、基準点をどこに取るかで、違った値を持ちます。何となくスッキリするだろう、くらいの意味でそうするに過ぎないのではないでしょうか。別の適当な位置を基準にとっても構わないわけです。16:41物理では、通常「無限遠では物理量が0である」という暗黙の前提(了解)があります。点電荷の場合には、これが成立するので、電位も無限遠を0の基準にできますが、平面電荷では電荷分布そのものがこの前提に反していて、無限遠で電位を0とできません。そのため、無限遠を基準にするのをあきらめて、平面上を基準に取り直す処置をしているかと思います。これは通常使われる前提と異なるので、きちんとその旨明示する必要があります。16:28無限遠点というのは、定義が曖昧です。No.7さんの言うことは尤もなんですが、ちょっと足りない気がします。通常電荷は点で表され(電磁気学の定義)、無限遠で電界が0になるというところから、無限遠のある点に+δの変位を考えたとき影響が無いことから、基準にとっている。(1[C]の仮想電荷を動かしたところでエネルギーの変化が無いから)無限平板に一様に電荷が分布している場合、無限遠まで電界が存在して、無限遠点を定義できないから無限平板上の点を基準にとっているのでは無いでしょうか?点電荷の場合は、無限遠の任意の点に基準を点として置けますが、無限平板の場合は無限遠を点で定義できない。12:48ANo.6です。siegmundさん、ANo.7での補足説明ありがとうございました。>電位の基準点はどこにとっても構わない...>(可能ならば)基準点を無限遠にとることについては>無限遠はどこから見ても無限遠なので,>たとえば点電荷が2個あったときに共通の基準点に取れることが極めて大事です.なるほど、そのような"積極的な"意義があったのですか。>なお,電場の線積分を無限遠まで延ばして積分が収束しても無限遠を基準点に取れるとは>限りません.どんな電荷配置があっても、"任意の位置"に基準面を決めることができるとは限らない、ということですね。電位は、基準点をどこに取るかで、違った値を持ちます。無限遠点を基準に取ることが多いですが、これは、有限の大きさを持った電荷が有るとき、その電荷から無限の距離離れた地点では、その電荷の影響は無くなる、ということと関連させて、影響が無いなら、そこを電位が0とすると、何となくスッキリするだろう、くらいの意味でそうするに過ぎないのではないでしょうか。繰り返しますが、基準点はどこに取っても問題ないのなら、無限遠点を基準にしても、電荷の有る位置を基準にしても、はたまた別の適当な位置を基準にとっても構わないわけです。>電荷の上で電位がゼロになる確たる根拠の下に、0になる、というのではなく、「そのようになるように、基準点を取った結果」というだけに過ぎません。繰り返しますが>点電荷上で電位が無限大になるのであれば平面電荷であっても同様に無限大になり、>遠い距離では同様に電位はゼロになるように設定しても構いません。とでも書き表さなくてはならなくなりますよね。このように、"無限大"が式に明示的に出てきてしまうのは好ましくないので、それを避けるために、基準点の取り方を工夫したに過ぎません。無限大が現れるという問題は、基準点の取り方に起因する問題ではありません。>距離無限大で電位が無限大に発散するのかということが理解できません。イメージするなら...電位の、位置座標に対する変化率が、電場ですよね。電位という"高さ"の"勾配"が電場です。無限の広さを持った帯電体が作る電場は、一様電場です。一定勾配の"坂道"をイメージすれば良いだけです。勾配が一定なら、坂道の高さはどこまでも増加し続けるか、減少し続けるかしかないです。高さ0の所から、-の一定の勾配で下がり続けるなら、無限遠方では、高さも無限の"深さ"になるのが自然です。01:07巨大なっていう定義が曖昧なんですが、もし有限の大きさなら十分離れると点電荷の様に見なせるので、どこかで無限平板と点電荷との転換点を持ちます。(電気力線が疎になっていく)電位はエネルギー(仕事)の定義式にしたがって計算されます。エネルギーは概念ですので、位置エネルギーも地表から取りますよね?運動エネルギーには地球の公転や自転の速度って含めないですよね?それは基準をとっているからです。孤立した平板は基準が無限遠にあるか平板にあるかしか無いんです。無限遠点を基準に取ったら発散するから平板を基準にとっています。無限平板の近くに基準点となる導体を置いても、基準は無限平板の方です。この場合は導体に基準をおいてもいいですが。孤立した無限平板だけでは、電界が減衰しないまま無限遠点まで到達してしまうというところに非現実性があります。00:33真空の電位ってのがよくわかりませんが...電荷の点で電場が発散するということは、電磁気学の欠陥なんですよ。(それを補う様に相対性理論や素粒子論などが考えられた)平板でも点電荷でも、結局無限遠点と電荷が分布している部分との電位の差が無限大なんです。点電荷の場合は、分母に距離の項があるから、無限遠点を0Vという基準にとって計算できます。平板の場合は一様電場となってしまうため、無限遠点を基準に選んでしまうと、平板近傍の電位を求められなくなってしまうので、平板自体を基準に取る必要があります。並行平板の様に、電気力線を回収する基準点があれば計算は容易です。孤立平板を考える意味は、現実問題ではあまり意味のあるものとは思えませんが。通報するこの回答へのお礼ありがとうございます。23:58電場という言葉遣いから、物理学科生ですかね。平面上を0Vという基準をとったものと思われます。無限遠を0Vとしたなら、平面上で発散すると思いますよ。通報するこの回答へのお礼ありがとうございます。真空の電位というものは定義できないということなのでしょうか?点電荷から見るとゼロで、平面上の電荷もゼロととると無限大になるということは真空の電位は不定形だと考えるべきなのでしょうか?もし真空の電位をゼロにしなければならないというのであれば必ず平面上の電位の方が発散すると思うのですが。00:14お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!全カテゴリから検索このカテゴリから検索Q質問する(無料)このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています出産前後の痔にはご注意!一体なぜ妊娠・出産には痔がつきまとうのだろうか?その理由を見ていこう。物理学5電荷が球殻内に一様に分布する問題について物理学6無限に長い直線が作る電位について。数学13c言語の配列を使ってサイコロを100回振って1から6の目が何回出たかを表示するプログラムはどのようにC言語・C++・C#14体積電荷密度について確認お願い致します。物理学15電磁気学の磁位について物理学16偏微分の記号∂の読み方について教えてください。痔にはご注意!一体なぜ妊娠・出産には痔がつきまとうのだろうか?その理由を見ていこう。物理学5電荷が球殻内に一様に分布する問題について物理学6無限に長い直線が作る電位について。数学13c言語の配列を使ってサイコロを100回振って1から6の目が何回出たかを表示するプログラムはどのようにC言語・C++・C#14体積電荷密度について確認お願い致します。物理学15電磁気学の磁位について物理学16偏微分の記号∂の読み方について教えてください。回答数ランキングです。単位長さあたりq[C]の無限直線の線電荷から距離aだけ離れた点の電位を求めたいのですが。半径Rの無限に長い円筒の側面上に電荷が一様な面密度σで分布しているとき、ガウスの法則を用いて生じた電場を求めよ。閉曲面Sとして、電荷の分布する円筒と同軸の半径r、長さLの円筒面を選ぶ。>R)なんですか?詳しい解説お願いします。>Rのときσ2πRLなんですか?問題の定義どおりです。内半径a,外半径bの球殻(aくb)があり,球殻の中心からの距離rとする.電荷Qが球殻部分(aくrくb)に一様に分布しているとき,電界と電位を求めよ.また,rくa,bくrは真空として真空の誘電率をε0する.」という問題です.この問題は試験問題だったため回答がないので,一応参考書などを読んで似たような問題を見たりしたのですが,今一つ理解できません.もしよろしかったら,どなたか教えていただけないでしょうか?よろしくお願いします.Aベストアンサーhikamiuさんが既にお答えされていますので、以下は具体的な計算のやり方についての話です。計算のやり方は大学の先生のご好意による講義ノート(参考URL)が公開されていますので、そこの7の6を参照してみてください。その前に講義ノートの6の5で少し計算の地ならしをしてから進まれたほうが理解が速いかもしれません。現在電磁気学を勉強している者です。今回は、導体表面の電界について質問させて頂きます。演習書を解いていたところ、下のようにわからなくなりました。解答中、σによる電界は平面に垂直でその大きさは、E=σ/ε0(某問題4)液体の誘電体があり、その液中に導体の板が二枚がある距離をもって向き合っている。導体間に電位差Vがある。2導体の引き合う力を求めよ。+電極の真電荷密度をσ、それに接する液体面の分極電荷密度をσpとすると、-電極にはそれぞれ、-σ、-σpの電荷が有る。+電極の力を求めるには-電極の-σと-σpがσに及ぼす力を考えればよい。某問題1と3は、表面に垂直な微小円筒を仮想閉曲面とし、ガウスの法則を適用する。導体内部では電界はゼロで、導体の外部に出ている閉曲面の部分を考えればよく、また、側面はE・dS=0。従って、積分が残るのは上面だけであり、E=σ/ε0某問題2と4では、微小円筒の仮想閉曲面が平面を貫いており、上の1と3における積分が上面と下面になり、E=σ/2ε0と考えました。・なぜ、2と4の問題では、下面の積分も残るのでしょうか?問題の条件文はそのまま上に書きましたが、私が何度読んでも、4つとも同じ条件に見えてしまいます。この見極め方を教えて頂きたいです。現在電磁気学を勉強している者です。今回は、導体表面の電界について質問させて頂きます。演習書を解いていたところ、下のようにわからなくなりました。解いていく最中、この平面の表面に誘起される面密度...続きを読むAベストアンサーこんにちは。あなたの疑問は、おそらく次の違いを明確にしていないことから生じたものではないでしょうか。導体平板が1枚か、2枚か、によって、その周囲にできる電場の様子が違います。電荷の面密度は+σとする。電荷の面密度は+σとする。電荷の面密度は-σとする。E=0(1)の電場の強さはガウスの法則で求まります。それはあなたが推測された通りです。(2)では、+の平板が作る電場と、-の平板が作る電場とを重ね合わせることによって、そこに生じている電場を求めます。強めあう重なりになります。弱めあう重なりになります。あなたの疑問は、おそらく次の違いを明確にしていないことから生じたものではないでしょうか。導体平板が1枚か、2枚か、によって、その周囲にできる電場の様子が違います。電荷の面密度は+σとする。導体球殻の中心に電気量q(>0)の点電荷を置くとき各点における電位の分布を求めよ。無限遠方をV=0とする。いう問題でまず、ガウスの法則を用いて電場をもとめて、そこから距離の積分をしてVを求めようとしました。境界は次の三つであっていますでしょうか。導体の内部なので電場E=0(3)の時∫ε_0Eds=qE=q/4πr^2ε_0ここで電位を求める場合の方法ですが境界の値と計算方法に自信がありません。(q/4πε_0)(1/r)(1)の答えが解答では(q/4πε_0)(1/r)ではなく(q/4πε_0)((1/b)+(1/r)-(1/a))となっていました。ご教授お願い申し上げます。導体球殻の中心に電気量q(>0)の点電荷を置くとき各点における電位の分布を求めよ。無限遠方をV=0とする。いう問題でまず、ガウスの法則を用いて電場をもとめて、そこから距離の積分をしてVを求めようとしました。境界は次の三つであっていますでしょうか。考え方も計算も、ほぼオッケーですよ。