静電場演習 [電磁気レポート電場編]
2022/5/9 メインブログ https://physicsreport123.seesaa.net/article/487867211.html?1652092667へ移動
静電場演習
電磁気学の前半、静電場に引き続き、予定していた静電場演習が、ようやくアップの運びとなりました。静電場演習.pdf
目次は以下の通りです。
静電場演習
目次
問題1 計算(逆三角関数の微分)
問題2 計算(直交座標から極座標への書き換え)
問題3 計算(積分 その1)
問題4 計算(積分 その2)
問題5電場計算:無限遠に伸びる帯電導 ̇線 ̇の作る電場
問題6電場計算:帯電平 ̇板 ̇導体の作る電場 (コンデンサーの基礎量算出)
問題7電場計算:均一に帯電した導体球 ̇殻 ̇の作る電場
問題8 帯電定性:導体球殻 ̇
問題9 電場定性:球殻導体中心の点電荷と電場
問題10 電場計算:均一に帯電した導体球 ̇
問題11 電気双極子の電場計算
-平成27 年10 月21 日-
前回の静電場同様に、月夜の龍さん（https://twitter.com/cncn1549）から、沢山のバックアップをいただき、時には厳しく、時には優しく、ありがとうございました。お忙しいのに、本当に心より感謝いたします。読んで頂ければ、きっと生き生きとした楽しい演習問題だと感じてもらえると思います。
科学は一部の人のものでもなく、生き物たち全てが平和に過ごすために貢献するものだと考えています。現状の科学技術の圧力が続く様なら、科学という物は本当の意味でわれわれを助けるものにならず、全てのものを不幸に誘うだけでしょう。私は私に残された時間は、それに加担しないように生きていこうと考えています。
********* 今後 ******************
次回は、実験論文にさせてください。昔、英語の実験論文を書きましたが、状況が悪く、出版に至りませんでした。学位論文をさらに練って書き上げたものです。折角、時間を割いてまとめたので、もう一度、読み直した上で、アップしようと思っています。ただ、英語は素人ですので、正直言って自信がありません。もし、お心のある方がいらしたら、その辺りをご指導下さい。しかし、いつ、アップできるかは解りません。８年も前の話なので、思い出せるかどうかに掛かっているかと思います。今度は、８年前の自分が今の自分にどれだけ精一杯託してくれたかが鍵だと思います。
静電場演習
電磁気学の前半、静電場に引き続き、予定していた静電場演習が、ようやくアップの運びとなりました。静電場演習.pdf
目次は以下の通りです。
静電場演習
目次
問題1 計算(逆三角関数の微分)
問題2 計算(直交座標から極座標への書き換え)
問題3 計算(積分 その1)
問題4 計算(積分 その2)
問題5電場計算:無限遠に伸びる帯電導 ̇線 ̇の作る電場
問題6電場計算:帯電平 ̇板 ̇導体の作る電場 (コンデンサーの基礎量算出)
問題7電場計算:均一に帯電した導体球 ̇殻 ̇の作る電場
問題8 帯電定性:導体球殻 ̇
問題9 電場定性:球殻導体中心の点電荷と電場
問題10 電場計算:均一に帯電した導体球 ̇
問題11 電気双極子の電場計算
-平成27 年10 月21 日-
前回の静電場同様に、月夜の龍さん（https://twitter.com/cncn1549）から、沢山のバックアップをいただき、時には厳しく、時には優しく、ありがとうございました。お忙しいのに、本当に心より感謝いたします。読んで頂ければ、きっと生き生きとした楽しい演習問題だと感じてもらえると思います。
科学は一部の人のものでもなく、生き物たち全てが平和に過ごすために貢献するものだと考えています。現状の科学技術の圧力が続く様なら、科学という物は本当の意味でわれわれを助けるものにならず、全てのものを不幸に誘うだけでしょう。私は私に残された時間は、それに加担しないように生きていこうと考えています。
********* 今後 ******************
次回は、実験論文にさせてください。昔、英語の実験論文を書きましたが、状況が悪く、出版に至りませんでした。学位論文をさらに練って書き上げたものです。折角、時間を割いてまとめたので、もう一度、読み直した上で、アップしようと思っています。ただ、英語は素人ですので、正直言って自信がありません。もし、お心のある方がいらしたら、その辺りをご指導下さい。しかし、いつ、アップできるかは解りません。８年も前の話なので、思い出せるかどうかに掛かっているかと思います。今度は、８年前の自分が今の自分にどれだけ精一杯託してくれたかが鍵だと思います。
タグ：（１）
静電場について [電磁気レポート電場編]
2022/5/9 メインサイト https://physicsreport123.seesaa.net/article/487867301.html?1652093079 へ移動
電磁気学の前半、静電場について、例題を混ぜてテキストを記しました。
ファイルは、“静電場.pdf”です（A4，３５ページ）。一度、電磁気学を修学なさった方むけに書きました。自信のある方は、§１静電場概論は飛ばして下さい。自信のない方は、退屈でも、辛抱して頂き、§１静電場概論を読んで下さい。それが近道になると思います。しかし、全般に広い範囲で書き、静電場以外の物理にも触れるよう、そして、平易を心がけましたので、電磁気学を就学中の方や、社会人の方、高校生で興味がある方にも、読める部分が多いと思います。
静電場演習についても、校正が終わり次第、載せる予定です。お楽しみにお待ち下さいね（11問、約２０ページの予定）。
静電場.pdf
**************************
目次を記します。
静電場
☆☆☆目次☆☆☆
１．静電場概論 ....................................... 2 （ページ）
1.1 電位と電場ベクトル ....................................... 2
1.2 定義 “要暗記”......................................... 2
1.3 重力との対応 ........................................... 3
1.4 電位と電場の関係......................................... 4
2．クーロンの法則 5
2.1 クーロン力 ............................................ 5
2.2 静電エネルギーと電位 ...................................... 8
３．ガウスの法則と渦なしの法則 12
3.1 法則の概要と表式......................................... 12
3.2 ガウスの法則 ........................................... 13
3.2.1 ガウスの法則の導出 ................................... 13
3.2.2 電位の微分方程式..................................... 15
3.3 渦(回転)なしの法則 ...................................... 17
４．電磁気学の背景 20
4.1 ベクトル解析 ........................................... 20
4.1.1 発散(涌き出し);div .................................. 21
4.1.2 勾配;grad ........................................ 22
4.1.3 回転;rot ......................................... 22
4.2 微分・積分基礎定理 ....................................... 25
4.2.1 ガウスの定理とガウスの法則 .............................. 25
4.2.2 ストークスの定理と渦なしの法則 ............................ 28
4.2.3 定理と法則 ........................................ 29
4.3 電場の誕生 ............................................ 30
５．終わりに 32
5.1 近代の自然科学の発展 ...................................... 32
5.2 自然科学の歩みから考えるこれから............................... 33
******文中抜粋******
当初、私が「静電場」のテキストを書いた際、ガウスの法則と渦なしの法則式 の微分形と積分形の合計４式を一挙に載せ、式の意味を解説して終わりでした。これでは、本人ですら、わだかまりが残りすっきりしませんでした。
しかし、これを論理的に解決し始めるのに、かなりの時間を要しました。その原因は、教科書は絶対的だという権威を疑わなかったためでした。そうなる と、人間は自分の軸を動かして、自分の中でわかったように、無理矢理、頭の中で辻褄を合わせだしてしまうのです。もちろん、私もそうでした。しかし、自分の中のわからないという気持ちに、向合う必要を強く感じて、再度、静電場を読み直した時、教科書の落とし穴が次々に見えてきました。それらは、事象の一部だけを書き出す、物理用語の定義の 不適切、そして書かなくてはならない式変形の省略等々です。これには本当に驚愕しました。
物理学のわかりにくさの元凶は、就学者の理解力が低いのではなく、教科書やシステムにあるのです。
電磁気学の前半、静電場について、例題を混ぜてテキストを記しました。
ファイルは、“静電場.pdf”です（A4，３５ページ）。一度、電磁気学を修学なさった方むけに書きました。自信のある方は、§１静電場概論は飛ばして下さい。自信のない方は、退屈でも、辛抱して頂き、§１静電場概論を読んで下さい。それが近道になると思います。しかし、全般に広い範囲で書き、静電場以外の物理にも触れるよう、そして、平易を心がけましたので、電磁気学を就学中の方や、社会人の方、高校生で興味がある方にも、読める部分が多いと思います。
静電場演習についても、校正が終わり次第、載せる予定です。お楽しみにお待ち下さいね（11問、約２０ページの予定）。
静電場.pdf
**************************
目次を記します。
静電場
☆☆☆目次☆☆☆
１．静電場概論 ....................................... 2 （ページ）
1.1 電位と電場ベクトル ....................................... 2
1.2 定義 “要暗記”......................................... 2
1.3 重力との対応 ........................................... 3
1.4 電位と電場の関係......................................... 4
2．クーロンの法則 5
2.1 クーロン力 ............................................ 5
2.2 静電エネルギーと電位 ...................................... 8
３．ガウスの法則と渦なしの法則 12
3.1 法則の概要と表式......................................... 12
3.2 ガウスの法則 ........................................... 13
3.2.1 ガウスの法則の導出 ................................... 13
3.2.2 電位の微分方程式..................................... 15
3.3 渦(回転)なしの法則 ...................................... 17
４．電磁気学の背景 20
4.1 ベクトル解析 ........................................... 20
4.1.1 発散(涌き出し);div .................................. 21
4.1.2 勾配;grad ........................................ 22
4.1.3 回転;rot ......................................... 22
4.2 微分・積分基礎定理 ....................................... 25
4.2.1 ガウスの定理とガウスの法則 .............................. 25
4.2.2 ストークスの定理と渦なしの法則 ............................ 28
4.2.3 定理と法則 ........................................ 29
4.3 電場の誕生 ............................................ 30
５．終わりに 32
5.1 近代の自然科学の発展 ...................................... 32
5.2 自然科学の歩みから考えるこれから............................... 33
******文中抜粋******
当初、私が「静電場」のテキストを書いた際、ガウスの法則と渦なしの法則式 の微分形と積分形の合計４式を一挙に載せ、式の意味を解説して終わりでした。これでは、本人ですら、わだかまりが残りすっきりしませんでした。
しかし、これを論理的に解決し始めるのに、かなりの時間を要しました。その原因は、教科書は絶対的だという権威を疑わなかったためでした。そうなる と、人間は自分の軸を動かして、自分の中でわかったように、無理矢理、頭の中で辻褄を合わせだしてしまうのです。もちろん、私もそうでした。しかし、自分の中のわからないという気持ちに、向合う必要を強く感じて、再度、静電場を読み直した時、教科書の落とし穴が次々に見えてきました。それらは、事象の一部だけを書き出す、物理用語の定義の 不適切、そして書かなくてはならない式変形の省略等々です。これには本当に驚愕しました。
物理学のわかりにくさの元凶は、就学者の理解力が低いのではなく、教科書やシステムにあるのです。
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