/電荷とクーロンの法則2018.03.04電荷とクーロンの法則Tweet重要なお知らせお使いのブラウザのJavascriptは無効になっています。当ホームページでは、数式の表示にJavascriptを使用しています。そのため、Javascriptを有効にしていない場合、数式が正しく表示されません。[mathjax]髪の毛に下敷きをこすって逆立てる遊びを小さいころにした人は多いだろう。この現象が起こる理由は、片方の物体に含まれている電荷がもう片方に移動することで、それぞれの物体が違う種類の電荷によって帯電するからである。現在、あらゆる物質は原子で構成されていることが知られていて、その原子は原子核と電子で構成されている。原子核は正の電荷を、電子は負の電荷をもつ。電子のほうが原子核よりも質量がはるかに小さいため、負の電荷の方が、正の電荷よりも物体同士の摩擦などで移動しやすい。帯電とは正負の電荷を両方等しく含む2つの物体を考える。この段階では、正の電荷と負の電荷が互いに打ち消しあっているため、電気的には中性である。この物体がこすりあわされると、片方の物体からもう片方の物体へ電子が移動する。電子の移動元となった物体では電子の数は減るため正の電荷が、移動先となった物体では電子の数が増えるため負の電荷が多くなる。このように、物体内の電荷が正負どちらかの種類に偏ることを、帯電という。帯電しやすさは物質に依存し、正に帯電しやすいものと負に帯電しやすいものがある。クーロンの法則クーロンは実験によって、2つの電荷間に働く力は、電荷間の距離の2乗に反比例することを明らかにした。2つの電荷をそれぞれ\(q_1,q_2\)、比例定数を\(k\)とおくと、その力\(F\)は次のように書ける。$$F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$$通常、比例定数\(k\)は次のようにおく。$$k≡\frac{1}{4πε_0}$$\(ε_0\)は真空中の誘電率である。$$F=\frac{1}{4πε_0}\frac{q_1q_2}{r^2}・・・(1)$$この力\(F\)をクーロン力という。実はクーロンがこの法則を見つける前に、キャベンディシュという人が先にこの法則を見つけていた。ところがキャベンディシュは発見した法則を公にしなかったため、最初に公に向けて発表したクーロンの名前が法則の名前に使われた。2つの電荷が両方とも正または両方とも負の場合は斥力(電荷が遠ざかるような力)、どちらかが正でどちらかが負である場合は引力(電荷が近づこうとするような力)が働く。斥力が働くときは、2つの電荷の積\(q_1×q_2\)は必ず正になり、引力が働くときには必ず負になる(正×正=正,負×負=正,正×負=負)。誘電率\(ε_0\)と距離\(r\)のどちらも正だから、力\(F\)と電荷の積\(q_1q_2\)の符号は同じになる。まとめると、\(F\)は正ならば斥力、負ならば引力を表す。まとめ・電荷を持つ粒子の正体から、帯電するとはどういうことか考えた。A}\)をまとめて電磁ポテンシャルと呼ぶ。この記事では、s偏向とp偏向、ブリュスター角の概要と、それぞれの偏光の電磁波が誘電体に入射したときの反射率・透過率...記事を読む電磁誘導とファラデーの法則エルステッドは電流が磁気的性質をもつことを発見したが、一方ファラデーは、磁束が電流をつくることを発見した。r})\)とは、電磁場の流れを表すものであり、次のように定義される。導体に電荷\(Q\)を与えると、その導体の電位が変化する。鉄芯が挿入されているコイルに電流を流すと、その鉄芯の表面に磁化電流が流れるようになる。マクスウェル方程式から、誘電率や透磁率が異なる物質の境界における電場・磁場の様子が求められる。電磁気学SNSでもご購読できます。*メールアドレス(公開はされません。*次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。上に表示された文字を入力してください。