質問: 一様な電場中に導体と絶縁体を置いた時、導体内部の電場が0となる理由と絶縁体内部の電波は0にならない理由はなんですか?
回答: 導体中の電場が零になる理由は、導体中を自由に動ける荷電粒子(自由電子)が存在するからです。 導体は、この自由電子が存在することによって、電場中でも導体全体が等電位になります。 電場は電位の高い所から低い所に向かって発生するので、電位勾配が無いところに電場は発生しません。 自由電子を水分子に例えるなら、電位は水面の高さ(水位)になります。 バケツを傾けても、水面が傾かないのは、水分子が自由に動けるため、全体として、同じ水位を保とうとするからです。 自由電子も、導体内に電位勾配を作ろうとして、一部の電位を上げようとしても、その部分に自由電子が集まって来て、電位を引き下げるので、全体としては等電位になります。 ところが、水を凍らせ、水分子を自由に動けないようにして、バケツを傾ければ、水面(氷の表面)が傾き、水位勾配を作ることができます。 自由電子も動けないようにすれば、絶縁体になるので、絶縁体内部には電位勾配を作ることができ、電場も存在できるようになります。