■ちょっとした物理の質問はここに書いてね283■
電磁気学の鏡像法について質問です。
広い平らな導体の表面から距離 a の位置に点電荷 q が置かれている。このとき生じる電場、および導体表面に誘起される電荷密度を求めよ。
なぜ、 -q の点電荷を q の像の位置において、電場を計算すればいいのでしょうか？
もしそうすると、確かに導体表面上でポテンシャルは一定になります。
ですが、この一定のポテンシャルは 0 に決まってしまいます。
ポアソンの方程式を解くとすると、境界条件は導体表面上でポテンシャルがある一定値をとるという条件になると思います。
ポテンシャルが 0 でいいという理由は何ですか？ 無限遠におけるポテンシャルを 0 に取るんですよね？
そう約束したときに、導体表面のポテンシャルが無限遠と同じポテンシャル 0 になるのはなぜですか？ >>637
お前の質問に対してはっきり言おう。まず、お前が何を言っているのかさっぱり理解できない。そして、自信満々に正しいと思っているが、その自信が全くの無意味なものであることをお前に気づかせてやる。鏡像法を理解していないお前がここでポテンシャルの話をしても仕方がない。馬鹿な質問をする前に、基本から勉強し直した方がいいんじゃないか？衝撃的に愚かなお前の質問に呆れ果てるわ。 ｢なぜ、 -q の点電荷を q の像の位置において、電場を計算すればいいのでしょうか？｣
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極板を光学レンズに見立てた、実体とスクリーン実像虚像の計算方法が極板電荷計算に使えるの？ 時間の魔さんが
,81
ハイだって
質問者さんじゃないけど
完全に光学法で極板電荷計算できるみたい 電磁気の演習書を買って理解を深めようと思いました。
実際に霜田、近角らの本を買ってパラパラ見てみたのですが、ポアソン方程式を使って解くという問題がありませんでした。
ポアソン方程式は非常に基本的で重要だと思ったのですが、なぜ問題を一つも載せないのでしょうか？
レベルがあまりにも低いと思いました。 赤方偏移によりエネルギーが減少した光が電子に全エネルギーを与え消滅した場合
減ったエネルギーはどこへ? >>629
教科書の説明、よく理解しようと頑張っているね！確かに、原子核に正電荷、周りに電子が飛び回っているというイメージだと、電子が近くの電子や原子から影響を受けそうなのは当然だよね。
でも実は、電子は周りの原子や電子からほとんど影響を受けずに、自由に動き回っているんだ。これは、量子力学という難しい学問で説明されるんだけど、ここでは簡単にイメージできる方法で考えてみよう。
まず、電子ってどんな存在か想像してみて。電子は点のような粒子だけど、同時に波のような性質も持っているんだ。波って、壁に当たると跳ね返ったり、他の波と干渉したりするよね。電子も同じように、原子核という壁にぶつかったり、他の電子と干渉したりするんだ。
ところが、電子はとっても小さな粒子なので、ぶつかったり干渉したりしても、ほとんど影響を受けないんだ。これは、電子と原子の大きさが大きく違うからなんだ。原子核の大きさは約10^-15m、一方電子の大きさは約10^-18mと、原子の10万分の1以下しかないんだ。まるで、サッカーボールと砂粒くらいの差だね。
さらに、電子は原子核の周りを高速で回っている。その速度は、なんと光速の約1%にもなるんだ。これは、地球を1秒で7周回するくらいの速さだよ！
電子は、高速で動き回る小さな粒子だから、周りの原子や電子とぶつかったり干渉したりしても、ほとんど影響を受けずに自由に動き回ることができるんだ。
教科書で説明されているように、金属の中では、たくさんの電子がランダムに動き回っている。その結果、正負の電荷が平均的に打ち消し合い、電子を特定の方向へ動かす力は働かないんだ。 >>607
量子もつれって？
2つの粒子（例：光子）が遠く離れていても、互いに繋がっているような不思議な状態のこと。まるで糸で結ばれている双子みたいだね！
KYKS実験って？
量子もつれの性質を調べる実験の一つ。レーザー光子を2つの光子に分けて、それぞれ違う場所へ送り、その状態を観測するんだ。
BBO、レンズ、プリズム、ハーフミラーって？
BBO（ベータ・バリウムボレート結晶）：光子の性質を変えることができる特別な素材。
レンズ：光を屈折させて集めたり広げたりする。
プリズム：光を虹のように分解する。
ハーフミラー：光を半分反射し、半分透過する。
KYKS実験で量子もつれは解消される？
いいえ、解消されない！
BBOやレンズ、プリズム、ハーフミラーは光子の性質を変えてしまうけれど、量子もつれそのものを壊すことはできないんだ。たとえ糸で結ばれた双子を遠く離しても、繋がっていることは変わらないのと同じだよ。
なぜ解消されない？
量子もつれは、光子の状態だけでなく、情報そのものに深く関係しているから。BBOやレンズたちは、光子の状態を変えてしまうけれど、もつれた情報までは変えられないんだ。
原子との相互作用は？
確かに、光子はスクリーンやBBO、レンズなどの原子と相互作用する。しかし、その相互作用は量子もつれそのものに影響を与えないんだ。 >>629
確かに、原子はずらっと並んでいるので、電子が直近の電子や原子からの影響を受けそうに見えますよね。しかし、実は電子は周囲の電子や原子からの影響をほとんど受けません。
その理由は、電磁気の基本的な力であるクーロン力とパウリの原理にあります。
クーロン力は、電荷を持つ粒子同士が引き合ったり反発したりする力です。電子は負の電荷を持ち、原子核は正の電荷を持っています。そのため、電子は原子核に引き寄せられます。しかし、電子同士は互いに反発し合います。
一方、パウリの原理は、同じ量子状態に2つ以上のフェルミ粒子が存在できないという量子力学の法則です。電子はフェルミ粒子なので、同じ量子状態に2つ以上の電子が存在することはできません。
これらの2つの法則が組み合わさることで、電子は他の電子や原子からの影響を受けにくくなります。
1. クーロン力による反発
電子同士は互いに反発し合っているので、他の電子が近づくと、電子はその場所から遠ざかろうとします。そのため、他の電子からの影響を受けにくくなります。
2. パウリの原理による量子状態の制限
同じ量子状態に2つ以上の電子が存在できないため、電子は互いに近づきすぎないように制限されます。そのため、他の電子からの直接的な衝突を避け、影響を受けにくくなります。
3. 原子核の遮蔽効果
原子核は正の電荷を持っており、電子を周囲の電子や原子からの影響から守る役割を果たします。原子核は電子よりもはるかに大きいため、電子は原子核の背後に隠れるようにして、周囲の電子や原子からの影響を減らすことができます。
これらの理由により、電子は周囲の電子や原子からの影響をほとんど受けずに、自由に動き回ることができるのです。 >>645
>ポアソン方程式を使って解くという問題がありませんでした。
簡単な電荷の問題なら電場だけで解けるが
初等レベルの大学生では電荷が空間に分布してる様な偏微分方程式が解けないからだろな。 原子核のエネルギーバンドが金属導線と同じ
とか暴論を自分もわからない放り投げてみた
ポンポンポンポンポンポンタヌキンタマポン 光って不変の光速度で動くから光の立場ではどんな2点間でも時間0(距離0)で到達する
のならば、膨張してる宇宙の果てからでも光はやって来れるように思うのですが...。 >>659
不変であっても速さは有限の値を持つのだから
時間0で到達はしない。 >>659
どんな2点間じゃなくて到達できる2点間な >>659
>時間0で到達する
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これは固有時間(つまり光自身にとっての時間)の話
光が動いて見える観測者にとっては当然ながら0よりも大きな時間がかかる
詳しくは相対論を勉強しよう いろいろさんくす
>>662
長時間かかっても到達できるのなら
光速度以上で離れている宇宙の果て?からの光もいつかはやってくるのでしょうか?
やってこないとすると、因果律?の矛盾っぽくてもやもやします。 宇宙膨張が緩めば来るよ
今見えてる光も昔は超光速で離れてたのが緩んだから来たのさ 30 名前：１３２人目の素数さん[] 投稿日：2024/05/29(水) 15:22:49.39 ID:cjzM2t5A
>>22
数式は物理法則
例外は無い
等式の両辺は必ず次元が一致しているし、異なる次元の量の足し算は行われない 
