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電流について
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導線に垂直なある断面を1秒間に通過する電子を数えると,断面積がS(m^2)で長さv(m)の円柱(のようなもの)の中の電子の数と見なせるので, (1秒間に通過する)体積×密度n(個/m^3)=nvS(個)
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- oshiete_goo
- ベストアンサー率50% (374/740)
#1です. 質問者さんはおそらく既に十分お分かりで不要と思いましたが,後日参照された方のための補足です. #1の説明中で,(電子の)「密度n(個/m^3)」という表現をしましたが,これは電子の「数密度」(number density)であって,普通一番よく使われる密度=質量密度(mass density)[単位はkg/m^3など]のことではありません. 一般的な意味では「密度」は物の詰まり具合を表す概念で,人口密度は面積密度(単位面積あたりの人口[単位は人/km^2など]) ですし,必ずしもいつも「密度」=質量密度とは限りませんので,単位や前後の文脈に注意して,どの意味で使われているかご判断ください. 特に大学レベル以上では(十分な判断力を前提にして)かなりラフな使い方をすることが多く,#1でもあまり考えずに(ここでは数密度の意味で)「密度」と書いてしまいましたが,少々不用意でした.
お礼
そうなんですか、全然知らなかったです。 サンコウになります。 ありがとうございました~。
- mmky
- ベストアンサー率28% (681/2420)
#1のoshiete_gooさんの回答がありますので、 単位体積と単位面積の考え方の参考までに。 単位体積あたりの個数がn ということですから、 n=N/V :Nは自由電子の数、Vuは単位体積,Vu=1 [m^3] ですね。単位面積をSu=1 [m^2]とすると単位体積Vuと面積Suの関係は、 Vu=Su*Lu=1 [m^2] * 1 [m]=1 [m^3] だから単位面積あたりの個数は, N/Vu=N/Su*Lu=n, N/Su=n*Lu=n*1 [個数/m^2] ということでしょう。つまり単位体積密度(n)と単位面積密度(n*1)は 同じ数で物理単位が違うだけですね。 そこで、 断面積S で、断面積を速度v [m/s]で自由電子が移動すると、 単位断面積あたりの自由電子数は、(n*1)個 ですから 一秒あたりに自由電子が断面積Sを通過する数Nsは、 Ns=S*(n*1)*v=S*n*1*v=S*n*v [個/s] になりますね。 単位長、単位面積、単位体積は数としては[1]で、物理単位のみが 違うというように考えればわかりやすいですね。 参考程度に
お礼
どうもありがとうございます! わかりました! >単位長、単位面積、単位体積は数としては[1]で、物理単位のみが 違うというように考えればわかりやすいですね。 考えてみると単位が違うだけですね! どうもありがとうございました(^^)
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どうもありがとうございます! >密度n(個/m^3) 書いてなかったのでわからなかったのですが、nって密度のことなんですね。 わかりました!