電荷 Q=CVと、クーロンの逆二乗の法則の発見まで２_Q=CVの発見
ボルタは、従来から使われていた検電器を改良し、さまざまな実験をとおして、電位の概念を導き出しました。さらに実験を重ねていくなかで、電気量の概念が明確になり、コンデンサの理論の構築へとつながっていきました。ここでは、ボルタがどのような実験をしてコンデンサの理論へ到達したのかについて説明します。
コンデンサ
電荷 電荷 Q=CVと、クーロンの逆二乗の法則の発見まで１_電位の概念の誕生
Q=CVとは、ボルタによって発見された電荷と電位の関係です。そう、ボルタとは、化学電池を世界で初めて作ったとされる科学者です。今回は、この関係が発見された当時の時代背景と、電位の概念が誕生するまでを説明します。
誘電率 コンデンサにおける誘電体の分極２_分極による誘電体の表面電荷密度と分極ベクトル
前回は、分極のイメージについて説明しました。今回は、分極と電場の関係について説明します。まず、原子(分子)の分極による誘電体の表面電荷密度を求めます。これを用いて誘電体の微視的な分極を巨視的な表現へ変える流れを説明します。
コンデンサ コンデンサにおける誘電体の分極１_分極の微視的イメージと巨視的イメージ
誘電体とは、絶縁体であり、分極する物質です。絶縁体なので、電流を流さないような物質ですが、分極するという特徴を持っています。今回は、この誘電体の分極の微視的なイメージと巨視的なイメージについて説明します。
静電エネルギー 静電エネルギーのさまざまな表現方法５_電場と電位による表現から電場のみによる表現へ
前回の記事では、真空中の静電エネルギーを電場と電位により表現しました。ここでは、静電エネルギーを電場のみによる表現へと変えていきます。
電荷 静電エネルギーのさまざまな表現方法４_電荷間のエネルギーによる表現から電荷密度と電位による表現へ
静電エネルギーを電荷間のエネルギーによる表現から電荷密度と電位による表現へと変換していきます。
電位 静電エネルギーのさまざまな表現方法３_電荷間のエネルギーによる表現から電荷密度と電位による表現へ
前回の記事では、静電エネルギーの意味と、２個の電荷によるエネルギーからN個の電荷によるエネルギーへの拡張について説明しました。ここでは、N個の電荷によるエネルギーを異なる形へと変えていきます。
コンデンサ 静電エネルギーのさまざまな表現方法２_２個の電荷からN個の電荷へ
静電エネルギーをさまざまな形で表現する出発点として、まず2個の電荷によるエネルギーからN個の電荷によるエネルギーへ式を拡張します。そのなかで、物理におけるエネルギーとはなにか、についても概説します。
電場 静電エネルギーのさまざまな表現方法１
記事では、静電エネルギーは電場が持つことを示しました。しかし、式を導出する過程では、さまざまな式を変形したり代入したりしており、ただ式をこねくり回しただけ、との感じもします。そこで、今回は、電荷間の静電エネルギーが、電場が持つ形になるまでを、順を追っていきます。
電場 電場のはたらきをどのようにイメージすればよいか
電場は目に見えません。しかし、エネルギーを保持したり、電荷間に働く力を伝えたりと、電場はさまざまな働きを示します。ここでは、この電場の働きはどのようにイメージすることができるのか、について説明します。