物理・電気・磁気/原理と探求
電荷と電場の解説
電界は、空間の各点で正の試験電荷が受ける力の方向を示します。両点電荷の符号・サイズ・位置を変えて試験電荷を移して電界を比較してみてください。距離変化による強度と複数の電荷が作るベクトルの和を区別して読み取る実験です。
どのような原理？
距離2倍で場は1/4で、電場はベクトルで入れ子になります。
重要な関係
E = Σ kq r⃗ / |r⃗|³ · F⃗ = qₜE⃗
観察してみよう
- 格子の矢印は正の試験電荷が受ける章の方向です。緑点の力は試験電荷符号によって反転されます。矢印の長さは対数尺度です。
- 基準条件ボタンを押して実行した後、測定値をそれぞれ記録します。
- 電場は源電荷が決まります。試験電荷の符号は力方向のみを変更します。
結果を読み解く
同じ大きさの正電荷二つの間の正中央の合成電界は？
方向が反対の同じサイズのベクトルを加えると、0 N / Cです。
モデルの仮定と限界
静止点電荷の真空モデルです。電荷中心半径0.15m内では分母を制限して発散を防ぎます。この領域の数値は点電荷法則の検証には使われません。試験電荷の逆作用は省略します。