学部で学ぶ電磁気学 第3章 誘電体

学部で学ぶ電磁気学の第3章として、分極、分極電荷、誘電体中の電界、電束密度、境界条件、エネルギー、力、電気影像法を順に学びます。

第3章の節と3D教材

誘電体の分極ベクトルの3D可視化3.1 電気分極誘電体内の分極ベクトルを電界と並べて見ます。 誘電体界面の分極電荷の3D可視化3.2 分極電荷分極の法線成分から界面に現れる電荷を読みます。 二誘電体中の電界の3D可視化3.3 誘電体中の電界材料が変わると電界の成分がどう変わるかを比べます。 電界と電束密度を区別する3D可視化3.4 電束密度とガウスの法則自由電荷に対応する電束密度を電界・分極と分けます。 誘電体境界の法線・接線成分の3D可視化3.5 誘電体の境界条件法線成分と接線成分の境界条件を個別に確かめます。 誘電体に蓄えられるエネルギー密度の3D比較3.6 誘電体に蓄えられるエネルギー二媒質のエネルギー密度を3Dの高さで比較します。 誘電体境界面に働く力の3D可視化3.7 誘電体境界面に働く力界面両側の応力差から力の向きを読みます。 接地平面と映像電荷の3D可視化3.8 電気影像法鏡像電荷で導体境界の電位条件を満たします。

材料と境界を読む視点

自由電荷と分極電荷電束密度と電界を分け、どの電荷がそれぞれの源になるかを確かめます。
境界条件法線・接線成分を個別に追い、材料が変わる界面で保存される量を読みます。