質問: 電磁気学の電位係数の問題なのですが、画像にある例題3.4の導体2の電位がφ2=1/4πε0dとなる事 電磁気学の電位係数の問題なのですが、画像にある例題3.4の導体2の電位がφ2=1/4πε0dとなる事がよく分かりません。 導体球の電荷量と同じだけ電荷が誘引されるわけでも無いでしょうし、導体球の中心からの距離がdなのでどこを基準にしてこの電位が出てきたのかもよく分かりません。 分かる方がいらっしゃいましたら、教えて頂きたいです。 よろしくお願いします。
回答: 「点電荷」と「導体球」の関係ということですね? 「導体球」に帯電する場合には、外部から見れば「中心点に電荷が集中して存在する」のと同じである、ということです。つまり、外側に作る電場、静電ポテンシャルに関しては「帯電した導体球 = 中心点の点電荷」ということ。高校物理の範囲でこれを証明するのは難しいかもしれませんが、これによって問題を解くのが非常に簡単になります。 まあ、万有引力を考えるときに、「地球の外部から見れば、地球の中心点に地球の全質量が存在すると考えればよい」ということと同じです。 ということで、「導体2の電位がφ2=1/(4πε0d) 」というのは、「導体1(導体球)の中心に点電荷「q1 = 1」が存在する」場合の「導体1(導体球)の中心からの距離 d における電位」ということです。 「電位係数」という考え方がよく分かっていないので、その他についてはノーコメントです。