質問: 極板間のエネルギー密度 電磁気学について質問です。極板間(コンデンサーの系)の任意の点(座標で与えられる)のエネルギー密度を求めよという問題なのですが、エネルギー密度という用語自体を習っていないので困惑しています。調べてみたのですが数式ばかりで分かりません。高校生に教えるつもりのレベルでご享受いただけないでしょうか?
回答: ばねについた物体があってばねが伸びたり縮んだりしているとき,位置エネルギーの考え方として2つあります。 (1) 物体がもつ弾性力による位置エネルギー (2) ばねにたくわえられている弾性エネルギー この考え方が,重力や電気力についても成り立つのです。たとえば,コンデンサーのエネルギーについても, (1) 極板がもつ電気力による位置エネルギー (2) 極板間の空間がもつ電場のエネルギー いずれも同じ位置エネルギーの異なる表現ということになります。 (2)の考え方をするとき,エネルギーを極板間の体積で割ったものがエネルギー密度の定性的な意味です。