ポテンシャルで見るEarnshawの定理、Problem 3.2(ElectroStatic Bottle)から


Problem 3.2をポテンシャルを具体的に見る事により考えよう。

座標(1,1,1),(1-1,1),(-1,1,1),(-1,-1,1),(1,1,-1),(1-1,-1),(-1,1,-1),(-1,-1,-1)に置かれた+qの電荷が作るポテンシャルをzの値を変えながら(x,y)平面上での等高線マップ(白が高い電位、黒が低い電位)を見る事により、原点(0,0,0)は安定点のように思えるがSaddle Pointになっていて、ElectroStatic Bottle として機能しないことを体感しよう。

Z=-1~1までを全体を見ると                 Z=-0.2~0.2を細かく見ると


Mathematicaのソースは以下のように簡単です。

みなさんも物理の内容の理解を深めるために、サイトライセンスのあるMathematicaを活用してみてください。