2 実験1 点電極のまわりの電位分布




 この実験の狙いは静電場の性質を確かめることです。しかし、実際に点電荷なるものを持ってきて、そこから作られる静電場を直接測定することは容易なことではありません。
 そこでこの実験では、静電場と同じ電位分布をとることが知られている「定常電流が作る場」を確かめることで静電場の様子を探ることを試みます。
 具体的には、左の図のように電極棒と固定用金属板の間に電圧を加えて、カーボン紙に流れる電流による電圧降下の様子を電圧計で計る作業を行います。
 全て計り終えた後で、電極棒からの距離rと電位差の関係を見ていくことにしましょう。


検証1
「点電極のまわりには、どんな場ができるか?」
(1) 点電極Aのみに電位差を与える
 2つある電極のうち、まず点電極Aのみに電圧10[V]を加えた時の様子を見ます。
 電極の近くから電圧計が8[V],7[V]…,を差す点を探し、トレーシングペーパー上に印をつけていきます。
 一例として、8[V]の位置を探して等電位線を決定している様子を見てみましょう。
(ムービーを再生せよ)


(2) 点電極Bのみに電位差を与えて、(1)と同様の操作を行う


◆結果



 電極棒からの距離rと電位差の関係をグラフにすると、このような結果になりました。
 この実験系において定量的に距離rと電位差Vはどのような関係にあるのでしょうか。次ページ『実験1の解析』を見てみましょう。



【1 はじめに】 【2 実験1】 【3ー1 実験1の解析】 【3ー2 logrに従うワケ】 【4 実験2】 【5 実験2の解析】 【6 実験3】