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■ちょっとした物理の質問はここに書いてね233■

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0001ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/08(木) 00:10:53.41ID:beAGrDKH
★荒らし厳禁、煽りは黙殺
★書き込む前に   >>2   の注意事項を読んでね
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===質問者へ===
重要 【 丸 投 げ 禁 止 】

・質問する前に
1. 教科書や参考書をよく読む
2. http://www.google.com/
  などの検索サイトを利用し、各自で調べる
3. 学生は自分の学年、物理科目の履修具合を書く
4. 宿題を聞くときは、どこまでやってみてどこが分からないのかを書く
5. 投稿する前に、ちゃんと質問が意味の通る日本語か推敲する、曖昧な質問文には曖昧な回答しか返せない
・「力」「エネルギー」「仕事」のような単語は物理では意味がはっきり定義された言葉です、むやみに使うと混乱の元
・質問に対する回答には返答してね、感謝だけでなく「分からん」とかダメOK
・質問するときはage&ID表示推奨
・高度すぎる質問には住人は回答できないかもしれないけれど、了承の上での質問なら大歓迎

===回答者へ===
・丸投げは専用スレに誘導
・不快な質問は無視、構った方が負け
・質問者の理解度に応じた適切な回答をよろしく
・単発質問スレを発見したらこのスレッドへの誘導をよろしくね
・逆に議論が深まりそうなら新スレ立てて移動するのもあり
・板違いの質問は適切な板に誘導を
・不適切な回答は適宜訂正、名回答は素直に賞賛

■ちょっとした物理の質問はここに書いてね232■
https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/sci/1540007362/
0589ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 17:52:25.91ID:???
異次元空間ではクーロンの定数はなんで電磁波係数になるの?なんて知るか、としか言えませんよね

あなたたちは、ρ=0としてるのではなく、ρの存在をないものにしてるんですから
0592ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 17:55:58.41ID:???
いいえ
ρ=0としたものが普通の真空中のマックスウェル方程式です

ρという変数の存在を方程式中から消し去ったのがトンデモ理論です
0596ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 17:58:08.75ID:???
これを同じだと思うからトンデモが始まります

具体的には連続の方程式の存在を消し去ったのがトンデモ理論です
0608ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:09:51.80ID:???
どう考えても真空中の電磁波とクーロン則はまったく別の自然法則なんだが、
この係数が一緒って不思議なんだよな。
それを当たり前のように書いてるやつって、肝心の説明ができないんだからアホだろ?
0610ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:14:55.35ID:???
真空中で電磁波が伝わっていく自然現象。
2つの帯電物体が力を及ぼしあう自然現象。

同じ係数だってことを不思議に思えないのは、知ったかぶりしてるからだねえ。
0614ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:17:45.70ID:???
>>611
面倒だからだねぇ

読まないのはなんでなの?
不思議だと思ってるんでしょ?
答えがわかるかもしれないんだよ?
0618ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:21:14.60ID:???
教科書に書いてあるから自分で読めって
お願いすれば面倒なことでも誰かにやってもらえると思ってるのかな?
僕は君のママでも先生でもないんだよw
0622ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:26:49.16ID:???
>>619
Dを電気と電磁波の2つで混在させればいいんだよね?
その2つのεが違うと。
今はこれを一緒にしてしまってる。まあ実験的には今のところ同じ値だけど。
0623ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:29:46.77ID:???
>>610
教科書は絶対、自分の知識が壊されるのが怖い。
そういう下らない連中なんでしょ。
無能のくせにね。いや、無能だからだね。
0632ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:39:52.56ID:???
>>622
そそ。
電磁波の発散は0だから困らない。
電気のDと電磁波のDを混在させればいい。
発散をとれば電気だけが残って電荷保存則になる。
これが本来の形だろうな。
0633ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 18:49:27.48ID:???
>>632
div(D電荷+D電磁波)=ρ、ただしdivD電磁波=0
rotH=i+∂(D電荷+D電磁波)/∂t

ってことかな?
今はこれがごちゃ混ぜになってるってことか。
0636ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 19:26:39.40ID:???
誘電率がクーロンの法則と電磁波で異なった場合の電磁方程式はどう記述されるか。
考えるだけで電磁気の理解が深まるな。上のような単純な形にはならないような気がする。
0638ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 19:46:24.21ID:NIDgpu3a
>>564
検索しても専門的で良く分からないのでここで質問した次第です。
教えてもらえませんか?
0639ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 22:09:12.25ID:???
誘電率は、電荷と電磁波で果たして同じものなのか・・・
まずは透磁率をどんな値にしても、
クーロンの法則はそのままであることを示しましょう。

同じ2つの平行電流間に働く力は
F=μ0・I^2/2πR
ここでR=1メートルとし、μ0は勝手に定義して4π × 10−7とし、
I=1アンペアと定めるとF=2 × 10−7となります。
この力が働くIの大きさを数値的に1アンペアと定めるわけです。

ここで、両辺をa倍します。
aF=aμ0・I^2/2πR
これは、透磁率をa倍にすると、Iをそのまま同じ数値にするには
Fもa倍にしなければならないことを意味します。

するとFをa倍にするには、Iの実際の量を√a倍にする必要があるということです。
そうしないと平行電流間の力はa倍にはなりません。
ただ、その数値は変わらないということです。
透磁率を変更しても数値的には1アンペアは同じ1アンペアの読みのままですが、
その中身の量は√a倍の違いがあるということです。

ということは、電荷量も√a倍になるということです。
同じ1クーロンでも、透磁率をa倍にしたあとの1クーロンは数値としては1クーロンのままですが、
その実際の量は√a倍になります。
分かりますか?
0640ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 22:09:32.17ID:???
すると、クーロン力はどうなるでしょうか。
F=Q1・Q2/4πε0R^2
分子の電荷量は掛け算すると数値的にはそのままQ1・Q2ですが、
実際の量はa倍になります。1クーロンの中身の量が違うからです。

しかし、数値的にはQ1・Q2ままですから、Fはa倍にならずにおかしなことになります・・・
いえ、そんなことはありません。分母の誘電率が変更前の1/a倍になるから大丈夫なのです。

それは、C=1/√(ε0・μ0)より
μ0をaμ0とすると、ε0は1/aε0としなければならないからです。
つまり、変更前の数値より1/a倍違ってくるわけです。
すると、クーロン力は分子の数値が変わらなくても(実際の電荷量は√a倍になっている)、
分母の誘電率の数値が1/a倍になるので、Fは数値的にも実質的にもちゃんとa倍になるのです。

このように透磁率を変更すると、
・平行電流間の力の大きさも変更され、
・電流と電荷量は数値的には変わらないものの、その中身の量は変更され、
・クーロン力の大きさと誘電率も変更されるが、「式自体は何ら変更されない」!
ということになるのです。

このように辻褄が合う・・・クーロン力の式が変わらない・・・のは、電流も電荷も
その力の式の分子の形が同じ掛け算になっているからです。
これは相対性理論とはまったく関係のない話なのです。

分かりますか?
0641ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 22:20:33.65ID:???
どの専門書にも書いていないことを書いてみました。
>>639,>>640は非常に重要なことなので
よく理解して下さい。
おそらく、今まで考えたこともないことでしょうから。
0652ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/15(木) 23:10:29.55ID:???
電磁気学の div D = 0 の意味は宇宙から電荷が消えたのではない
その位置の近傍に電荷が無いだけの意味だ。
0659ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 06:45:41.66ID:???
>>640
>これは相対性理論とはまったく関係のない話なのです。

馬鹿だな。光速 c を定数にしてるんだから思いっきり関係してる。
0660ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 07:20:22.10ID:???
特殊相対性理論では クーロンの法則は成り立たない。
特殊相対性理論でも ガウスの法則 div D = ρ は常に成り立つ。
0663ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 07:43:16.59ID:???
電磁気学の最初の章はクーロンの法則でも、電場を定義してガウスの法則に移行する理由が判る。
0664ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 07:46:12.25ID:???
砂川みたいにマクスウェル方程式から入るストーリーのほうが電磁気は整理しやすいと思うんだけど
何で順番に積み上げていって最後にマクスウェル方程式導出して最終章で特殊相対論をちょろっとみたいなストーリーの本のが圧倒的に多いの?
0665ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 07:49:32.69ID:???
>>662
クーロンの法則は静電気、つまり静止した座標系で成り立つ法則
運動してる電荷や運動座標系から観測では成り立たない。
0666ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 07:54:43.69ID:???
>>664
説明が具体的で入門者にわかり易いのと歴史的な説明理由から。
最初から div D=ρ を出したらベクトル解析を習得してない人には理解不能。
0667ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 08:19:47.27ID:???
>>666
ベクトル解析はヘヴィサイドが作ったけど、本当のマクスウェルの方程式は
Quaternionだからな。

スカラー成分とベクトル成分をきちんと書いているのがQuaternionになる。

ヘヴィサイドは、簡易化及び切り捨てにして、スカラー成分を切り離し、ベクトル成分だけの式に直したに過ぎない。

欠陥だらけの方程式よりQuaternionを使った方が良い
0669ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 09:45:23.66ID:???
書くのが面倒だが...y → xに電磁気力が働くとき、τx=t-R/cとすると、
E(x, t)=1/(4πε0)∫(ρ(y, τx)/R^3*R↑)+(ρ(y, τx)/cR^2*R↑-j↑(y, τx)/c^2R)dvy
じゃなかったけ。電磁ポテンシャルが距離によってR/cだけ遅れるんだよな。あとは教科書を読めよ。
クーロン力・電磁波・電流の影響3つともこれで表れる。

こういうのは電磁ポテンシャルで議論しないと何が言いたいのか分からん。
0673ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 12:28:44.84ID:???
静電場の問題について初歩的な質問なんですが。

半径aの導体球の表面に電荷Qが一様に分布しているとする。
このときガウスの法則の積分形から簡単に電場が求まって、
E=0        (球内)
E=(1/4πε)(Q/r^2) (球外)
となる。

これって球の表面では電場はどうなっているんですか?
表面でEは不連続になってるし、そもそもrot E=0すら満たしていないように見えるのですが。
もしrot E≠0となる点があるなら静電ポテンシャルは定義できないのでは?
0678673
垢版 |
2018/11/16(金) 13:57:19.90ID:???
>>675
球外から表面への極限を取ると表面での電場は(1/4πε)(Q/a^2)になる
球内から表面への極限を取ると表面での電場は0になる
表面上での電場ってどっちなの?って話
0680ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 14:52:52.47ID:???
>>678
>半径aの導体球の表面に電荷Qが一様に分布しているとする。
が前提条件、表面の電場を求めろとかの問題など無い、点電荷でその位置の電場は計算できないのと同じ
数学で不定、不能とかがあるの知ってるよな。
0683673
垢版 |
2018/11/16(金) 18:10:32.44ID:???
>>680
だけど球表面に対してガウスの法則を使うと表面ではE=0となるよね?
しかし実際にはEは不定
つまりガウスの法則は常に成り立つわけではないっていうこと?
0684673
垢版 |
2018/11/16(金) 18:12:28.73ID:???
(電場Eが定義されている点において)ガウスの法則が成り立つ。
ただしEが定義されない点もある

こういうことか
0685673
垢版 |
2018/11/16(金) 18:21:02.65ID:???
まあ納得はしたけど電場が定義されていない点でも適当な値が求まってしまうというのは気持ち悪いな
「ガウスの法則で電場を求めたけど、実はその点では電場は定義されていませんでした」
みたいなことになりかねない。

まあ応用上は神経質にならなくてもよいのか。
できれば電場が定義されない場所の条件を厳密に求めたいところだけど難しそうだな。
点電荷の場合は簡単なんだけど。
0687ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 19:23:01.20ID:???
>>684
ガウスの法則は div εE = ρ ρは電荷密度 電荷密度が定義できない位置は電場Eも
定義できない。 点電荷の位置など
0688ご冗談でしょう?名無しさん
垢版 |
2018/11/16(金) 19:40:12.92ID:???
物理初心者です。レンツの法則がよく分かりません。例えば↓の問題で
https://i.imgur.com/COQBb5j.png
(画質荒くてすみません)

なぜコイルに働く磁場のうち内部の増加分のみを打ち消すように誘導電流が生じるのでしょうか。
コイルの外側にも一様な磁場が働いているはずですから、
押し入れる時は外側にも紙面裏から紙面表向きの磁場が増えるように、一本の導線と右ねじの法則に基づいて
A→B→C→Dの向きにも電流が生じてもおかしくないように思えますが・・・

棒磁石を円筒形のコイルに入れていく場合にコイルを貫く(内部の)磁力線の数の変化を打ち消す向きに電流が生じるのは
磁場が最も強い棒磁石の中心に一番近いコイル内部が一番影響を受けるからかな、と何となく思っていたのですが
一様な磁場でもこのような事が起こる仕組みを教えてください。
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