電磁気2009おさらい2

電磁気学第２回おさらい

今日のおしながき

• 1 静電場の世界
  • 　電荷
  • 単位系
  • クーロンの法則
  • 電場

今日のまとめと反省

前回，LC回路の電圧釣り合いの式とバネ振動の運動方程式の類似性を確認した．今日はもう少しつっこんで，エネルギーを見てみる．運動エネルギーがコイルのエネルギー，位置エネルギーがコンデンサーのエネルギーに対応する．ここで，コイルはソレノイドコイル，コンデンサーは平板コンデンサーとすると，もう少し計算できて，いわゆる磁場と電場のエネルギーの式がでてくる．これは講義が終わったときにあらためて理解すればよいことだが、ここでは高校の知識をつかって，かつ力学のエネルギー概念との類推から，磁場や電場がエネルギーをもっていると思える式を出してみた．どうでしょー，場が大二でしょうー，というわけである．コイルとコンデンサーを特定した理由は，場が空間に依存しない特別な場合であり，これが空間の積分になるということは今日の話からはいえそうもない．それは大学の講義ではしっかりやろうというわけである．前回のトムソンリングと今日のLC回路のエネルギーが講義の開始にあたり用意したデモというわけ．最終開にテルミンでしめられたら、完璧なんだがはたしてそうできるか。。。

その後はおちついて電磁気の講義を始める．電荷の話をして単位系の話をして、このあたりをどの程度さぼってよいのかいまだ感覚がわからない．その語，クーロンの法則を説明する．これま物理IIでは出てくる法則か．とりあえず，ベクトルで書いて、重ね合わせの原理も説明．その式を眺めながら，電場を導入．どうして電場を導入する必要があるかはこの段階ではわからない．クーロンの法則そのものでもよい気がするが，二段ストローク作戦をとるのが、電場の考え方だ．電荷が電場をつくって、その電場を他の電荷がかんじるというわけで，ここで近接相互作用の考え方をとっていることがわかる．これが大事というわけだ．ここらあたりを説明しているときに、後ろの方でごちゃごちゃうるさいのがいたので中止をした．話の腰を折られたとはこのこと．ただ、そんなの無視して、話を続けてもよかったかもしれない．

最後に、電場を見ようということで、バンデグラーフを登場させる．私は髪の毛が短くて迫力がないんだけど、アルミの紐がくっついていて、電荷がたまると、ビーンと四方八方に伸びる．電場を見た感じがしないだろうか？こんなの見せて大学の講義って言えるのか？とも思うけど、実際にみるのは大事．講義の後で誰か触りにくるかなーとおもったけど、一人だけだった．ただ、その学生さんは高校のときにさわったことがあるようで，よい高校です．私は駒場に来てはじめて現物をみました。よる，電気を消して暗闇のなかで，火花をだしてストレス発散させてます．

今日の宿題

今日はない．

今日の出し物

バンデグラーフ．もうそんなに出し物はない。。。

配布するファイル

なし．今回は演習問題集＋解答例は冊子にすることにしました．現在，生協に発注してます（もっとはやくしておけばよかった。。。）．

今日の質問

積分はどこを積分するのか？

最後の電荷分布の作る電場のところの積分．添字を省略したので，どこが積分されるのかわかりにくかったようだ．複数の電荷からの発展だと思うと、空間のいろんな場所での電荷密度X小さい体積＝電荷で、それを重ね合わせればよい．と思えば，わかのでは？

|r-x|か|x^r|か？

今日の黒板では意識して，観測点はrで，電荷の位置はxで書いたつもり．それで距離は|r-x|なんだが，式変形する途中に順番を入れ替えたりしていた．あまり深い意味はない．ベクトルの方向と同じ方が気持ちがよいかなーと思って、式変形の途中で順番を入れ替えた．

今日の投票用紙の裏より

ベクトル記号はどうかくのか。。。

ということに関して何人かからコメントをもらう．どう書いてもよいのです．普通は上に→をつけるのがおおいかもしれません．私は普段は太字なので黒板でも太字です．上矢印は手間がかかって計算するときにうっとしいです．でも、みなさんにはみにくいかもしれませんね．しばらくは太字でかかせてください．太くする仕方（どこに線を書くかは各人の趣味に任せましょう）．

今日の雑談

• 今日の投票数は， 73でした．さっそく９割になっている．どういうことか？

• 今日のアンケート

物理は好きか？

• 自分は物理が好きか？と言われたら，どう答えるかな？好きって、難しいよね．嫌いは簡単だけど．

今回のWEB投票

• 今日の講義の出来は?

今回の一行コメント

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