えり さんの書込 (2006/02/20(Mon) 14:14)

こんにちは．高校三年のえりです． ちょっと問題を解いていて納得できないところがあったので，投稿させていただきました．

一定方向に一様な電界が加えられているとして，その電界中に，質量m，電荷-e(e>0)の電子が，電界と垂直方向から角θをなす向きに速さvで入射したとします．そのとき，電子の加速度を求めるために速さを考えなくていいのはなぜですか？

教えて下さい．

やかん さんのレス (2006/02/20(Mon) 14:45)

えりさん，こんにちは！ 一緒に考えましょう．電界の中に電荷（この場合電子）を持っていくと力を受けますよね？ この関係式はご存知ですか？次にこうやって出した力と質量（電子の）と，加速度の関係式はわかりますか？もしその中に速度を表す文字が入っていなければ，速度を考えなくてもいい，速度はいくらであっても成り立つ，という事になりますよね． :)

えり さんのレス (2006/02/20(Mon) 22:56)

そうですよね．「電界の中に電荷（この場合電子）を持っていくと力を受ける」というのはわかります(^^) 私の知っている限りの公式によると， f=qE f=qvB が考えられるところなのかな〜という感じなのですが，どうやら解答では，f=qEを使って力を求め，運動方程式を使って加速度を求める，という解法を使っているみたいです．． f=qvBの公式を使わなくていいのはどうしてでしょうか・・・？

篠原 さんのレス (2006/02/20(Mon) 23:30)

やかんさん，えりさん，こんにちは． 篠原です．

f=qE という力は，qという電荷を持った質点が電界Eから受ける力を示しますよね？ 一方， f=qvB という力は，qという電荷を持った質点が磁界Bの中を運動しているときに，受ける力を示しますよね？

問題を見ますと，「一様な電界」とは言っていますが，磁界のことは言っていません． なので，電子が受ける力は前者の電界から受ける力のみを考え，前者の式を使うことになります．

もし，問題に磁界のことも書いてあるのであれば，えりさんのお考えのとおり，後者の式も考慮しなければなりません．

えり さんのレス (2006/02/21(Tue) 14:47)

ありがとうございます． 確かに，問題には磁界のことは書いてありませんでしたっ('o')

えと，もう一つお聞きしたいことがあるのですが， 電界中では磁界は発生しない，ということでよいのでしょうか？ 問題を解くたびに，そこのところが混乱してしまうのですが・・・

やかん さんのレス (2006/02/21(Tue) 16:05)

篠原さん，こんにちは．心細かったので助かりました (^^;

えりさん＞ ＞電界中では磁界は発生しない，ということでよいのでしょうか？

問題にあるごとく，”一定方向に一様な電界”では，磁界は発生しません． （電荷がぽつんと静止して存在するだけで，まわりの空間には電界ができますから，電流が流れているわけではありません．もし電流があれば磁界はできますけど．） ”時間的に変動のある電界”なら，磁界を発生して，できた磁界が時間的に変動すると また電界ができて・・・，と言う具合に電磁波となり，空間を広がっていきます．

えり さんのレス (2006/02/21(Tue) 17:22)

なるほど・・・では，この問題で電子は移動しているけれど，電流が流れているわけではない，だから，磁界は発生しないということでしょうか？

やかん さんのレス (2006/02/21(Tue) 19:57)

＞なるほど・・・では，この問題で電子は移動しているけれど，電流が流れているわけではない，だから，磁界は発生しないということでしょうか？

その通りだと思います．

えり さんのレス (2006/02/21(Tue) 22:32)

納得できました．以前，学校の先生が，「電子が動くということは，電流が流れることと同じこと」みたいなことをおっしゃっていたのですが，それとこれとは別ですよね．．（度々すみません・・・）

やかん さんのレス (2006/02/22(Wed) 11:09)

＞それとこれとは別ですよね．

そうですね．電流があるということは，単位であるアンペアの値がある（時間あたりの電荷の移動があり続ける）ということですから，電子が移動し続けないといけませんね（電流がホントに電子の移動か？と突き詰めると，これはちょっと難しい問題なのですが，ここでは高校生のえりさん向けにそう考えることにしましょう）．

えり さんのレス (2006/02/22(Wed) 19:09)

なるほど！！とてもよくわかりました，本当にどうもありがとうございましたm(__)m

やかん さんのレス (2006/03/04(Sat) 16:43)

お役に立てたようで何よりです :)これからも頑張ってくださいね☆ 他のメンバーの方からも掲示板以外でご意見をいただき，私も全くその通りだと納得したのですが，上のレスで私が申し上げた事（電流は電子の流れである．電界から力を受けて動く電子は磁界を作らない．）は，物理学的に厳密ではない可能性もあるので，ご了承下さい．ただ，高校生段階での理解，問題の解釈としては上のレスで十分通用するのも確かと思います．またわからない問題があったら，御一緒に考えましょうね！ :)