質問: 静電誘導・誘電分極 よろしくお願いいたします。問題は 導体でできた小物体a、b(aが左側、bが右側)と不導体でできた小物体c、d(cが左側、dが右側)をそれぞれ接触させて、絶縁された糸でつるす。 1)接触させた各物体に、右側から正に帯電した帯電体を近づけたきの、各物体の電荷の分布の様子を、+-を用いて書け。 導体についてはわかりました。aの左側に+、bの右側に-です。 わからないのは、不導体の方です。解答は、cの左側に強い+、cの右側に弱めの+で、dの左側に弱めの-で、dの右側に強い-です。解説には、帯電体を近づけると、帯電体側には帯電体と逆符号の電荷が分布するので、導体も不導体も同様の電荷分布となる。これがよくわからりません。どうして不導体が導体と同じになるのでしょうか。私は、cもdも両方とも左側に+、右側に-だと思うのです。 なぜなら、不導体における電子はその場で小さく動くことはできる(偏ることはできる)が、その場から離れることはできない、と勉強したからです。解答のとおりだとcには-が存在せず、dには+が存在しないことになりますが、そうすると、c、dにあったそれぞれの+と-は相手方に移ったということですか?そもそも相手方にうつることができるのでしょうか。不導体における電子はその物体において偏ることはできるが、動く(相手に移る)ことはできないと思っていましたが・・・。 この問題には問2があるのですが、問1の解答のとおりだとすると、問2もよくわからなくなります。 2)1)に続いて、帯電体を近づけたまま、aとb、cとdの接触を離し、帯電体を遠ざけたときのa,b、c、dそれぞれの電荷分布をかけ。 この解答は、aは+のみ、bは-のみ。cとdはともに電荷0です。 導体abはわかりますが、不導体のcdについて、疑問です。 1)で、自分の考え方のとおりだとすると、帯電体を近づけてもcもdも互いに電荷のやりとりはなく、電荷の偏りがあるだけなので、2)で離したときに、電荷が0になる、というのはわかります。 ですが、1)で解答のとおり、cには、+しかなく、dには-しかない、というのであれば、2)で引き離したときに、電荷が0になる、というのはどう考えてもおかしいと思います。 どうして解答のようになるのでしょうか。 勉強不足ですが、よろしくお願いします。
回答: goodoさん こんばんは。 ご質問の問題はどこの問題集の問題でしょうか? 解説文を見る限りではあまり信頼の置ける問題集ではなさそうですね。 さて、この問題の設定のように単に不導体を軽く接触させただけでは、電荷の移動は起こりません。(ちなみに種類の異なる不導体を摩擦させたり、密着状態から急に引き剥がしたりする場合は一方から他方に電子が剥ぎ取られ摩擦電気が発生します。) >不導体の方です。解答は、cの左側に強い+、cの右側に弱めの+で、dの左側に弱めの-で、dの右側に強い-です。 の解答は誤りであると思われます。ご指摘の通り、各不導体でのトータルの電荷の和はそれぞれ0であるべきです。つまり、「cの左側に+、cの右側に-で、dの左側に+で、dの右側に-」が正解です。