大学物理の問題の解答を教えてください

以下に示す物理の問題の解答を教えてください


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以下のマックスウェル方程式

・∫s Ｅn dS = S内の電荷量Ｑ/ε0

・∫s Ｂn dS = 0


それぞれについて

1、積分を行う領域

2、方程式が表している物理的内容


を、詳しく文章で説明せよ。

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お願いします

No.1 ベストアンサー 回答者： FT56F001 回答日時： 2012/01/18 19:15

>1、積分を行う領域

領域Sの表面についての面積分である。

>2、方程式が表している物理的内容
>・∫s Ｂn dS = 0
は，磁束が閉曲線であること，すなわち単極磁石が存在しないことを表している。これは実験で確認されている。

>・∫s Ｅn dS = S内の電荷量Ｑ/ε0
電界は[V/m]で表される量であり，長さ[m]をかけて線積分するなら意味はあるが，
面積をかけて面積分することに物理的意味はない。

本来，この式は
∫s　D nds=S内の電荷量Ｑ
と書いて，電束密度Dを面積分する式であるべきである。真空中でいたるところ誘電率がε0なら，
∫s ε0Ｅn dS = S内の電荷量Ｑ
と書かないと，物理的意味はない。
[個人的意見です。多くの電磁気の教科書には「電界の面積分」が無神経(?)に書いてあります。理論的には気持ち悪いです]

物理的意味としては，正電荷から出て負電荷で終わる電束線が出ており，その密度が電束密度Dである。電束線は，途切れたり，枝分かれしたりすることはなく，また電荷のないところで始ったり終わったりすることはない。

この回答へのお礼

詳しい解説ありがとうございました

お礼日時：2012/01/31 09:46