湯川ポテンシャルとクーロンポテンシャルの違いについていまいちよく分からないんですけど、どなたかわかる方が居られましたら、回答お願いします。

A 回答 (2件)

湯川ポテンシャルは、強い力(核力)のポテンシャルじゃありませんでしたっけ?すなわち、核子(陽子・中性子)の間に働く力を、0でない質量の粒子(π中間子)の交換で説明する時に出てくる。


電磁相互作用の場合は、質量0の光子が力を伝えるので、力が無限遠まで到達しますが(クーロンポテンシャル)、有限質量だと近くまでしか届かない。到達距離は不確定性原理から出ます。
これが湯川ポテンシャルの筈。
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クーロンポテンシャルは考えている電子以外に何も存在しない場合のポテンシャルです。

湯川ポテンシャルは、一つの電子の及ぼすクーロンポテンシャルが、他の電子の影響によって、その大きさがexp(-ar)倍だけ小さくなってしまった状態を表します。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時:2000/12/18 13:40

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Qクーロンゲージとベクトルポテンシャル

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Aベストアンサー

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大学の化学の授業でクーロンの法則を学んだのですが、
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「クーロンの法則」は「電荷」についての法則ですね。「磁力」はまた別です。
身近な例として、2つの磁石を考えてみてください。

(1)S極とN極は引き合う。
S極とS極、N極とN極どうしは反発する。
→クーロンの法則でも、
「+とーの電荷は引き合う」
「+と+、ーとーの電荷どうしは反発する」

(2)磁石は、強いほど引き合う力、反発する力が大きい。
→クーロンの法則でも、
「電荷が大きいほど、引き合う力、反発する力が大きい」=力は電荷量に比例

(3)磁石どうしを近づけるほど、引き合う力、反発する力が大きくなる。
→クーロンの法則でも、
「電荷どうしを近づけるほど、引き合う力、反発する力が大きい」=力は近づけるほど極端に大きくなる

(1)→「二つの電荷の間に働く力」の向き
(2)→力の大きさは両者の電気量の積に比例
(3)→力の大きさは両者の距離の二乗に反比例(距離を1/2にすると、力は4倍になる)


「電気」は、その実体は目に見えないし、「電圧」だの「電流」といっても、それは人間が「そういうもの」を仮定しているにすぎないという側面が大きいので、五感で感じる「実感」や「体験」だけに基づいて理解しようとすると限界があります。特に「交流」になると五感だけで理解するのはほとんど無理です。「極端な例」とか「何かに置き換えて」、あるいは「神様の気持ちになって」、ご自分の中で「思考実験」しながら納得していくことが大切です。

「クーロンの法則」は「電荷」についての法則ですね。「磁力」はまた別です。
身近な例として、2つの磁石を考えてみてください。

(1)S極とN極は引き合う。
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→クーロンの法則でも、
「+とーの電荷は引き合う」
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(2)磁石は、強いほど引き合う力、反発する力が大きい。
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参考書にはポテンシャルの減る向きに力が働くとかいてあるのですが、グラフを見るとかかる力はポテンシャルと異符号になってないと思うのですが、参考書はどのようなことをのべているのでしょうか?
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1次元運動の話ですね.
力とポテンシャルの関係は
(1)  F(x) = -dV(x)/dx
です.右辺の負号に注意.
上のグラフが V(x),下のグラフが F(x) です.
x < x_1 では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) > 0.
x_1< x <x_2 では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) < 0.
x_2 < x では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) > 0.

いずれもポテンシャルの低い方に向かって力が働きます.
力 F(x) は(1)にあるように dV(x)/dx と異符号になっているのであって,
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もう一度強調しますが,「ポテンシャルの減る向き」とはポテンシャルの符号(正負)ではなくて
x を変化させたとき「ポテンシャルの減る向き」です.

1次元運動の話ですね.
力とポテンシャルの関係は
(1)  F(x) = -dV(x)/dx
です.右辺の負号に注意.
上のグラフが V(x),下のグラフが F(x) です.
x < x_1 では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) > 0.
x_1< x <x_2 では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) < 0.
x_2 < x では dV(x)/dx < 0 ですから F(x) > 0.

いずれもポテンシャルの低い方に向かって力が働きます.
力 F(x) は(1)にあるように dV(x)/dx と異符号になっているのであって,
V(x) の符号とは全く関係ありません.
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  1/C' = 1/C0 + 1/C1
より
  C' = C0*C1 / (C0 + C1)

よって
  C' / C = [ C0*C1 / (C0 + C1) ] / [ C0/2 ]
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C0 > 0, C1 > 0 より
  C1 / (C0 + C1) < 1
よって①は
  C' / C < 2

Qクーロンの法則

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そこで疑問に思ったのですが
クーロンの法則は電荷間の距離r^2に反比例ですよね
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無限大にもなりえますが・・・?
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この式は簡易式なのでしょうか?

参考でも お願いします

Aベストアンサー

クーロンの法則に限りませんけど、物理法則は、人間が実験装置を工夫して実験するとか、ティコ・ブラーエのように天文台を作って、星の動きを長期に渡って観測し、そのデータを解析してケプラーの法則が生まれたわけです。
つまり、人間が観測できる範囲から得られたデータを解析して方程式を導いているわけです。
そこで得られた方程式は全ての値に対して有効であるとは限りません。適用範囲があるわけです。例えば、光速度に近づいた運動体はニュートンの運動法則が通用できず相対性理論を使う必要がでてくるわけです。
つまり、すごく小さい領域では、クローンの法則が成り立つかどうかはわからないわけですね。
この問題がきちんと説明できないので、現在は4つの力(重力、電磁力、強い力、弱い力)を使って力の説明がされているわけです。きっちりと微小領域での物質のふるまいを解明できれば、物理学は飛躍的に進歩するのではないでしょうか?
私は、物理は専門外なんですけど、書店に行っては、おもしろそうで、かつ簡単な(笑)量子論や相対論の本を探すのが趣味です。


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