電磁気の問題と基本粒子の性質について
- 原子や電子のような基本粒子には質量、電荷、磁荷の3つの性質があり、それぞれ重力、電気力、磁力に相当する
- 基本粒子のうち、原子がもつ電荷は常に正である
- 2つの電荷の間に働く力をクーロン力といい、その性質を表すのがクーロンの法則である
- ベストアンサー
電磁気の◯❌問題
質問No.8957462 1、原子や電子のような基本粒子には質量、電荷、磁荷の3つの性質があり、それぞれ重力、電気力、磁力に相当する 2、基本粒子のうち、原子がもつ電荷は常に正である 3、2つの電荷の間に働く力をクーロン力といい、その性質を表すのがクーロンの法則である 4、ある電荷が周囲の空間の電気的な性質を変化させると考えるとき、その空間を正電場と呼ぶ 5、正電場におかれた電荷に働く力はクーロン力に等しい 6、正電場におかれた1Cの電荷がもつ電気的な位置エネルギーを電位と呼ぶ 7、正電場の発生源からの距離が無限遠のとき、電位は最も大きくなる 8、同じ符号の間には引力が働くので、この力に逆らって電荷を移動させるのに必要なエネルギーを静電ポテンシャルと呼ぶ 9、電位により引き起こされる自由電子や原子の移動を電流と呼ぶ 1～9のうち、どれがあっていますか？ また間違っているとこを訂正してください
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数0
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
間違っていると思うもの 「２．基本粒子のうち、原子が持つ電荷は常に正。」 原子は原子核と電子からなるので、そもそも基本粒子なのか。 それはさておき、原子は正、中性、負にもなる。 そもそも「基本粒子」の定義ってなんですか？ それによっては「１．原子。。。基本粒子」もあやうい。 「４．ある電荷。。。その空間を正電場とよぶ」 電荷は正とは限らないので、正電場とは言えない。 ここまで書いて思ったが、「正電場」じゃなくて「静電場」の間違いでは？ だって、５、６，７の記述はあやしいもの。 「９．自由電子の移動。。。電流」 自由電子じゃなくて、束縛電子でもいい。 変位電流という。
関連するQ&A
- イオン化エネルギーの違いについて
ヘリウムのイオン化エネルギーは、第一イオン化エネルギーよりも第二イオン化エネルギーのほうが約４倍、大きくなっています。このことについて、これまでは (1)電子が２個あったのが１つになり、原子核から受けるクーロン力が２倍になる。 ↓ (2)エネルギーは力の2乗に比例するため、イオン化エネルギーは４倍になる。 と私は理解していました。ですがよく考えてみると、 電子が２個から１個になっても、陽子の数は変わらない。 ↓ 「陽子がつくる正の電場」は変化しない。 ↓ 電子が受けるクーロン力は変化しない。 のでは無いでしょうか？もしそうだとすれば、イオン化エネルギーの違いについてのこれまでの説明は成り立たなくなってしまいます。それとも、「電子がつくる負の電場」の影響を考える必要があって、 「電子がつくる負の電場」が「陽子がつくる正の電場」と相殺している。 ↓ 電子が２個から１個になると結果的に原子核の周りの電場が強くなる。 ↓ クーロン力をより強く受ける ということなのでしょうか？ ですが、もしそうだとしたら、負のイオンは原子核の周囲に負の電場が生じていることになり、そこに負の電荷が存在することはできない（弾き飛ばされてしまう）のではないでしょうか？ どなたか解説をお願いします。
- 締切済み
- 化学
- 教養基礎自然でわかりません、教えてください
すいません、教養基礎自然でわからない問題があるので教えていただきたいです。 1クーロンの荷電粒子が、電場に置かれたとき、電場のクーロン力は荷電粒子に外力として働く。この外力により荷電粒子がA点からB点まで加速しながら移動したとする。このとき、外力が荷電粒子にした仕事が1ジュールであるとき、A点からB点の間の電場の電位差を1ボルトであると定義する。荷電粒子として一個の電子(電荷の大きさ1.6×10^-19クーロン・質量9.1×10^-31kg)を考えた場合、下記の問題に答えなさい。 (1) 1ボルトの電位差を持つ電場におかれた電子は電場のクーロン力によって加速される。そのとき電子が獲得する運動エネルギーは何ジュールか？ (2) このとき電子の速度は何メートル/Sec か？ 重力場で物体が外力により加速されて運動エネルギーを獲得することと同様に考えなさい。
- 締切済み
- 化学
- 電磁気の問題で困っています
面積400cm2（平方ｃｍ）の絶縁した２枚の金属板を、互いに平行に１ｃｍ離して対置し、これに１０００Vの電位差を与えたとき、 （１）両板間にできる電場の強さはいくらか? （２）両板に現れる表面電荷密度はいくらか? （３）両板が引き合う力はいくらか? （４）両板間に電場に蓄えられるエネルギーはいくらか? という問題なのですが、どなたか１問でもいいので解説お願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 物理：電磁波，磁場，電場，光子について
物理は勉強したこと無いです。ですから，マクスウェルの方程式みたいな数学的な説明は理解できません。語句的な知識は最低限あると思います。 質問です 電磁波は電磁場の波が伝播する現象ですよね!? では，電場（電気的な力が作用する空間）とは何ですか？？ 電気的な力とは電子や陽子などの電荷を持った粒子が関わったものなんでしょうか？？ 磁場（磁力の作用する空間）とは何ですか？？ 磁力は想像できないです。磁力とは何なのでしょうか？？ 最後に，光とは波ですよね!?それは理解できるのですが（何となく...）。光子というのは，光が粒子のように振る舞うので仮想的に粒子とみなしたものなのか，それとも，その波のエネルギーが具現化(？)して粒子になったものなのかどうか分かりません。 簡単に・具体的に教えてほしいです。お願いします。また，そういった本があれば教えて下さい。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電磁気の問題について
電磁気の問題について質問させていただきます。 真空中に電荷Qっを帯電させた半径aの導体球がある。誘電率をε0としたとき以下の問いに答えよ。 (1) 導体休の中心から距離をrとしたとき、この導体球内の電場の大きさEin(r)と導体休外側の電場の 大きさEout(r)をそれぞれ求めよ。 (2) この導体球の電位φを求めよ。ただし、導体球表面の電位を基準とする。 (3) 電荷qの・電荷が導体休の外側にあるとき、この点電荷に働くクーロン力vec(F)を成分で表せ。ただし、点電荷の位置ベクトルをvec(x) = (x,y,z)tとする。 ※vec()はベクトル、()tは転置を表します。 (1)の答えは導体球なので Ein(r) = 0 、 Eout(r) = Q/(4*π*ε0*r^2) (3)の答えは vec(F) = q*Q/(4*π*ε0*(x^2+y^2+z^2)^(3/2))*(x,y,z)t で合っていますでしょうか？ (2)については、「表面を電位の基準とする」というのは表面を接地するということなのでしょうか？ また、導体球の電位とは何を意味しているのでしょうか？ 教科書では、無限遠点を電位の基準として、そこから単位電荷ある点まで移動させたときにした仕事が電位(静電ポテンシャル)であると習ったので、導体の電位というのが何をさせているのかわからなくなってしまいました。 回答よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 回路中の電位について
回路での電位差について、「電池によってポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)が電子に与えられる」という感じの説明をよく聞きます。 そこで分らないのですが、位置エネルギーが与えられるということは電池の中で、電子が保存力に逆らって仕事をされているということだと思うのですが、 この時の「仕事をする力と保存力」はどういう力なんでしょうか。 仮にクーロン力が仕事をしているのであれば、電子と、どの電荷との間に働くクーロン力なのでしょうか。 また、抵抗の中を電子が通るとき、電子が電場による力を受けると思うのですが、その時に電子が受ける力の反作用に当たる力を受けている物は何なのでしょうか。
- 締切済み
- 物理学
- 物理の電磁気に関する質問です。
物理の電磁気に関する質問です。 一様な電界中の位置Aを電界に沿って速さvで電子が通過した。電界の強さをEとすると位置Aから距離dはなれた位置Bを通過するときの電子の早さはいくらか。ただし、電子の電荷を-e(e>0)とし質量をｍとする。 まず私の解き方を書きます。 電位はBを０として考える。 Aにあるときに蓄えられているエネルギーは（運動エネルギー＋電気力による位置エネルギー） 1/2mv^2+(-e)Ed・・・・（１） Bでのエネルギーは求める速さをuとし（運動エネルギーだけ） 1/2mu^2・・・・（２） さらに（１）には電場による仕事Wが加わる W＝-e(電位A－電位B)＝(-e)Ed よって 1/2mv^2+(-e)Ed+(-e)Ed=1/2mu^2 これでuについて解いたのですが・・・ どうも電場の仕事というのがいらないようなのですがなぜですか？ 「橋元の物理はじめからていねいに」にも「初めの位置エネルギー＋仕事＝最後位置エネルギー」とかいてありこの場合はこれに運動エネルギーが加わるのではないでしょうか？ 一様な電場の場合の電場の仕事の処理はどのようにすればよいのでしょうか？ 自分の理解がどのように間違っているのかご指摘よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 一個の電荷だけで電場、力は存在しますか？
正電荷、負電荷どちらでもよいのですが、 一個だけ電荷がある場合そこに電場や力というものは存在するのでしょうか？ 一個だけの電荷による電場の電気力線というものが書いてあるので 電場は存在しそうですが、クーロンの法則からは電荷が2つ無いと 力が、また電場が0になってしまいます。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 物理の電気の範囲での質問に答えていただきたいです。
物理の電気の範囲の質問なのですが・・・ 現在、大学受験に向けて物理の電気のところを勉強しています。 その中で、以下のような疑問が出てきたので答えていただきたいです。 長文です。 (1)電荷とは一体何なのでしょうか？ よく問題文中などで、「この物体に正の電荷を与えて～」などと書いてあるのですが、いったいどうやって正の電荷を与えるのですか？また「正の電荷はどのくらいの量、このスイッチを通過したか？」というような問題がありますが、これは何かの（金属の）原子核が銅線中を通っているということなのですか？私は、原子核は銅線中を自由電子のように動けないと思っていたのですが・・・。 あと根本的なことで、「ここに正の電荷があるが～」とありますが、正の電荷とはいったいなんなのですか？ 何かの原子核？イオン？ よくわかりません。負電荷は電子かなとは思うのですが。 まとめると、「正の電荷」という何か物質が、存在しているのでしょうか？ (2)電荷の大きさの最小単位は e=1.60*10^-19 と書いてありましたが、なぜ素粒子などは分数の値なのでしょうか？ 最小単位としてはこちらを基準にしたほうがいいのではと思ってしまいます。 なぜこうなっているのかの予想としては、電子、原子核の電荷の値を最小と定めた後にクォークなどの素粒子が発見されたからかなと。 (3)なにか物と物をこすり合わせると、電子が一方の物体に移り、一方はプラスに、一方はマイナスに帯電する。とのことですが、そもそもなぜこすっただけで電子が移動してしまうのですか？すごく謎です。 (4)電場の強さについて 点電荷では、各電荷を遠ざけるほど電場が弱くなり、その結果静電気力が弱くなりますよね？ これは、地球の重力が、地球から遠い所に行けばいくほど弱くなることと同じイメージで理解することはできるのですが（宇宙空間に行けばすぐ無重力になりますから）、問題は一様な電場です。 一様な電場。文字どおりの意味なんだなとは思います。しかし、実感が持てません。なぜ遠くなっても電場の強さが変わらないのか。 たとえて言うなら、地球から無限に遠く離れても、今の世界でいう、g=9..8m/s^2 がかかるという感覚ですよね？ なるからなるといわれてしまえばそれまでですが・・・。 (5)一様な電場について 広くて薄い金属板に、正負等量の電荷を与えたとき、金属板どうしの間にできる電気力線は、端の部分を除いて、金属板に垂直となり、平行で等間隔になることがわかる。 と、教科書に書いてあったのですが、なぜ「端の部分は除いて」なのでしょうか？ 端は微妙に丸いからですか？ 以上です。 また、質問とは関係ないのですが、電磁気の範囲がよく理解できないので、とても詳しく（分からない言葉をいっぱい使うようなものではなく）、かつ本当に分からない人に向けてやさしく解説してくれている本を知っていたらぜひ教えていただきたいです！ 教科書ってはしょりすぎだと思います・・・。 回答よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電磁誘導の原理について
電磁誘導の原理とは具体的にはどのようなものでしょうか。ここでの「原理」は、例えば「飛行機が飛ぶ原理」のように、仕組みや理由という意味で用いています。 動くのが、磁場と導線、どちらの場合でも、導線が磁場を横切ると、導線に電流が流れるのは、どういう原理によるのか、具体的に教えてください。 一応私的な考えを述べておきます。代案があろうとなかろうと間違いは正すべきであり、間違いの指摘は大歓迎ですが、代案があれば尚一層有り難いです。「定説と違う」というご指摘においても、その定説で、この根本的で単純な質問にお答えいただきますよう重ねてお願い申し上げます。 光(電磁波)は、電場の変化が磁場を生み、磁場の変化が電場を生みというように、電場と磁場が、互いに相手を生み出しながら空間を伝わっていくと考えられている。このような電場と磁場の波を伝えることができるのは、空間が、誘電体・導体・磁性体同様電磁気的性質を持っているからである。誘電体・導体・磁性体の電磁気的性質のおおもとは、電子と陽子という荷電粒子であり、空間の電磁気的性質のおおもとも、同様に荷電粒子であると考えられる。空間の電磁気的性質のおおもとの荷電粒子＝光の媒質の構成要素を素電子、そのプラスの方を陽電素、マイナスの方を陰電素と呼ぶことにする。 ここでもし、空間は電磁気的性質を持っていないというなら、なぜ電場と磁場の波を伝えることができるのか、空間の電磁気的性質のおおもとは荷電粒子ではないというなら、では何なのかということになる。 コンデンサに電流を流すと、導線だけでなく、極板と極板の間のところにも磁場が発生する。電流が磁場を生むという原則に従えば、磁場が生じる極板間には電流が流れていることになる。極板間では、陽電素がマイナス極に、陰電素がプラス極に移動することで電流が生じているのである。 図1は電場・磁場・電磁場における素電子の並びを表している。 電磁場で、素電子は画面奥に転がっていき、その反動で帯電体(と磁石)は画面手前に動く。磁石と帯電体を図の様に配置すると、素電子を移動させるポンプに、また素電子を吸い込み噴き出すことで推力を得るエンジンになり、それらは人為的な入力エネルギーを必要としない永久機関である。この効果は、磁石と帯電体の、力が強いほど、大きさが小さいほど大きくなる。ローリスクスーパーハイリターン。企業様とか、笑っている暇があったら今すぐ実験に取り掛かるべき。 図2 導線が磁場を横切ると導線に電流が生じる。導線が磁場を横切ると、導線中の電子に磁場が巻き付き、磁場は電磁場になり、電子を動かす。素電子の存在を認めると、電磁誘導の原理も一目瞭然になる。 図3 電磁誘導の原理から、電子と素電子では、自転と磁極の関係が逆になっていることがわかる。電子と素電子で自転と磁極の関係が逆なのは、電荷のおおもとである素電子が渦で、電子はその複数体であり、転向力の作用によって、両者の回転方向が反対になるからである。 図4 台風とサイクロンが次々に発生していつまでも消えなかったらこの様になるのではないか。転向力の作用により、台風は反時計回りに渦を巻きながら時計回りに進み、サイクロンは時計回りに渦を巻きながら反時計回りに進む。電荷と渦には「転向力の作用により、単体と複数体では回転方向が反対になる」という共通性がある。 素電子が台風のような渦であるなら、渦が生じる大気と、その構成粒子が存在するはずで、それこそが素粒子なのではないか。 コバルト60のベータ崩壊で、電子が、原子核のS極から出てくるのは、電子に、S極を後ろにして進む、左ねじ運動する性質があるからではないだろうか。この「転向力による回転方向の偏り」は台風と共通するものである。 図5 前回の質問では、電荷と渦には「放射状と同心円」という共通性があると述べた。https://okwave.jp/qa/q9560257.html 電荷と渦には、今回の質問で「転向力による回転方向の偏り」「転向力の作用により、単体と複数体では回転方向が反対になる」という共通性が追加された。渦に「転向力の作用による、運動に伴う回転の増大」という性質があれば、電荷と渦の関係性は更に強まることになる。
- ベストアンサー
- 物理学
