物理学BI

１学期	第８回 戻る 次へ
参考書	「電磁気学I」 ６.誘電体（その１） (１３１-１４０頁） 「物理学の基礎[3]」 ２６ 電気容量 （７３-９４頁） 「物理学 III」 ２６ 容量および誘電体 （７４７ー７５１頁）

６-１ 小体積内の点電荷群 原点O近傍の点電荷群の作る電場 点Ai(ai)に電荷qi 点P(r)の電位 ¶ クーロンの法則と重ね合わせの原理 ai«rのときの近似式 ¶ ai/rでテイラー展開 OHP-1 OHP-2 OHP-3 OHP-4 ６-２ 電気双極子 原理 適用条件 電荷の総和（０次のモーメント）がゼロ 双極子モーメントμ （１次のモーメント）が存在 点P(r)の電位 特別な場合 ２個の点電荷 +qと-q 距離 2l 点P(r)の電位 点P(r)の電場 OHP-5 OHP-6 ６-３ 電気四重極 原理 適用条件 電荷の総和と双極子モーメントがゼロ 四重極モーメント（２次のモーメント）が存在 点P(r)の電位 特別な場合 ２個の電気双極子  +qlと-ql 原点Oを挟んで１直線（x軸）上にある 点P(r)の電位 点P(r)の電場 OHP-7 OHP-8 ６-４ 分子の極性 基本的性質 電荷の総和はゼロ 結合の種類 イオン結合 大きな双極子モーメント 共有結合  小さな双極子モーメント 極性分子と非極性分子 電場による影響 極性分子化 OHP-9 OHP-10 ６-５ 分極 分子集団の分極 電場のない場合 全体として分極ゼロ 電場のある場合 非極性分子は誘発分極 全体として電場方向に分極 配向 電気分極 双極子モーメントの密度 分極線と分極管 OHP-11 OHP-12 ６-６ 分極電荷 分極電荷と真電荷 分極電荷 体積密度 表面密度 分極電荷 分子内での電子移動 真電荷  導体内を自由に移動 ¶導体内の自由電子 OHP-13 OHP-14

宿題 提出フォーム 電気双極子モーメント NaCl分子は+1価のNaイオンと-1価のClイオンが距離a=2.4×10-10m の間隔をおいてイオン結合している。以下の問いに答えなさい。ただし、各 イオンはその中心にそれぞれ+e（電気素量1.6×10-19C）お よび-eの電荷を持って引き合っていると考えてよい。 ２つのイオンの間に働く引力[N]を求めなさい。 ヒント： 公式を使う。 NaCl分子の持つ電気双極子モーメント[mC]を求めなさい。 ヒント： 公式を使う。 NaCl分子を電場1×104V/mの中に置くと、電気双極子モ ーメントを電場方向に向けようとする復元力が働く。復元力について、 力のモーメントを求めよ。ただし、電場と電気双極子モーメントのなす 角度をθとする。 ヒント： ２原子の中心を結ぶ直線の中点を 基準にして考える。力の作用点までの腕の長さは(a/2)sinθとなる。力 の符合は角度θの増加する方向を正にとる。 角加速度αθは力のモーメントを慣性モーメント (MNa+MCl)(a/2)2で割ったも のである(MNaとMClはそれぞれNa原子とCl原子の 質量）。角度θについての運動方程式を求め、単振り子の式と同型で あることを示しなさい。 ヒント： 単振り子の式は αθ = d2θ/dt2 = -ω2θ である。 NaCl分子は復元力によって単振動する。その周期を求めなさい。 ヒント： 単振り子の周期は T = 2π/ω である。