物理で言う「ポテンシャル」は、具体的にどういう意味ですか?ポテンシャル場というと、重力場、磁場、電場など複数ありますが、共通した意味が理解できてません.

A 回答 (3件)

 #1です。


 お礼をありがとうございます。

>では、保存力からポテンシャルが決められいるということですか?
 保存力を積分することで得られます。
 単純な場合として、保存力 F=k/r^2 の重力場を考えますと、ポテンシャルUは rで積分して
  U=-k/r +U0 (U0:r→∞でのポテンシャル)
となります。


>例えば、重力ポテンシャルの場合、保存力である重力加速度は測れますが、ポテンシャルはどのように測定するのでしょうか?
 何故ポテンシャルを直接測定されたいのか分かりませんが、ポテンシャルを直接測定する方法というのはあるのでしょうか? 寡聞にして私は存じません。(重力加速度にしても、他の物理量に変換してから求めるものばかりで、直接測定しているものはないように思うのですが。)
 間接的に測定する方法としては、保存力場を積分して計算で求める方法のほか、エネルギ保存則を利用して他のエネルギ(例えば、運動エネルギなど)に変換して求める方法があるかと思います。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。

たしかに、ポテンシャルだけでなく保存力も、直接的に測定するのではないですね。重力計もばねののびを測定してましたね。

>何故ポテンシャルを直接測定されたいのか分かりませんが、
さまざまなポテンシャル場が働く空間で生活してても、いまいちピンときませんので。例えば、どのようにしたら、実空間で、ポテンシャル場が等しいポテンシャル面がわかれるのかなと疑問に思いまして、質問させていただきました。

お礼日時:2007/12/12 21:43

ベクトルとスカラーを混同させて使われてるようなのでご忠告いたします。



本来、ポテンシャルは2種類あり、div(rotA)=0なるベクトル場Aとrot(gradΦ)=0なるスカラー場Φの2つとなります。

細かい指摘にはなりますが、ベクトルとスカラーを間違えないようにしてください。私からは以上です。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます。

ポテンシャル場には、ベクトル場とスカラー場があるのですね。
ベクトル場を主に考えていました。

お礼日時:2007/12/12 21:55

 一言で言いますと、rot(divφ)=0となるようなφのことをポテンシャルといいます。


 つまり、保存力(仕事が経路によらないような力)Fに対し、
  F=-divφ
となるようなφがポテンシャルになります。
http://www14.plala.or.jp/phys/mechanics/19.html
    • good
    • 1
この回答へのお礼

ありがとうございます.
保存力F(∇ × F = 0)がポイントですね.
では、保存力からポテンシャルが決められいるということですか?
例えば、重力ポテンシャルの場合、
保存力である重力加速度は測れますが、ポテンシャルはどのように測定するのでしょうか?

お礼日時:2007/12/11 19:49

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q量子力学においてベクトルポテンシャルが重要になってくる意味は?

量子力学ではポテンシャルはベクトルポテンシャルのみが
意味を持つということは有名な話ですが
これってなぜなのでしょうか?
どういうことからこれが分かるのでしょうか?
今までいろいろな量子力学の本を見てきましたが、
最初の前提からベクトルポテンシャルを考える、入っており
この理屈が分かりません。
また、逆に古典電磁気学においてベクトルポテンシャルがあまり意味を持たないのはなぜなのでしょうか?
どなたか教えて下さい。

Aベストアンサー

なんか誤解されているような。

量子論でもスカラーポテンシャルは必要だし、古典論でもベクターボテンシャルは必要ですよ。ベクトルポテンシャルもゲージを変えたらスカラーポテンシャルになったりしますよ。量子化の詳細やゲージ変換などを勉強されると良いと思います。

古典場の理論を勉強するには、ランダウリフシッツの場の古典論なんかがいいんじゃないでしょうか。記法が古臭いのがいただけませんのですけど。

Q偏微分の記号∂の読み方について教えてください。

偏微分の記号∂(partial derivative symbol)にはいろいろな読み方があるようです。
(英語)
curly d, rounded d, curved d, partial, der
正統には∂u/∂x で「partial derivative of u with respect to x」なのかもしれません。
(日本語)
ラウンドディー、ラウンドデルタ、ラウンド、デル、パーシャル、ルンド
MS-IMEはデルで変換します。JIS文字コードでの名前は「デル、ラウンドディー」です。

そこで、次のようなことを教えてください。
(1)分野ごと(数学、物理学、経済学、工学など)の読み方の違い
(2)上記のうち、こんな読み方をするとバカにされる、あるいはキザと思われる読み方
(3)初心者に教えるときのお勧めの読み方
(4)他の読み方、あるいはニックネーム

Aベストアンサー

こんちには。電気・電子工学系です。

(1)
工学系の私は,式の中では「デル」,単独では「ラウンドデルタ」と呼んでいます。あとは地道に「偏微分記号」ですか(^^;
その他「ラウンドディー」「パーシャル」までは聞いたことがあります。この辺りは物理・数学系っぽいですね。
申し訳ありませんが,あとは寡聞にして知りません。

(3)
初心者へのお勧めとは,なかなかに難問ですが,ひと通り教えておいて,式の中では「デル」を読むのが無難かと思います。

(4)
私はちょっと知りません。ごめんなさい。ニックネームは,あったら私も教えて欲しいです。

(2)
専門家に向かって「デル」はちょっと危険な香りがします。
キザになってしまうかどうかは,質問者さんのパーソナリティにかかっているでしょう(^^

*すいません。質問の順番入れ替えました。オチなんで。

では(∂∂)/

Q静電ポテンシャルとは?

電磁気学の問題を解いていたら問題に
「静電ポテンシャルを求めなさい。」

と見慣れない言葉が書いてありました。問題からこれは電位のことかな、と思ったのですが…

静電ポテンシャル=電位
としていいのでしょうか?

Aベストアンサー

そのとぉぉぉーりです。電位です。
厳密には「静電位」と言うみたいですけど。
「スカラーポテンシャル」というカッコいい呼び方もあります。

Qポテンシャル、エネルギーって何でしょうか?

大学で電気を勉強しています。ポテンシャル、エネルギーもよく授業などの議論に出てきます。例えば、ある現象を説明するとき単にポテンシャルが低く安定になるように電子が移動したなどといいますが、正直、ポテンシャル、エネルギーがイマイチつかめません。値を計算しろといわれれば計算できますが、何かわかっているようで漠然としています。ぜひ、熱く語っていただける方教えてください。できれば、高校生に分かるくらいの感じで。宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

辞書でpotentialって引いてみて下さい。
可能性を秘めた、潜在的な能力・・・
とあるはずです。


運動エネルギーに変わる可能性のある
エネルギーで、直接測定できないが
そこに潜在的(内面)に存在する
エネルギー一般のことで、
古典力学ではNo.1の方が言われて
いる位置エネルギーのことです。

自分のしている腕時計の位置エネルギーを
考えると、地上にいるときよりビルの上に
いるときのほうが、位置エネルギーは
大きいはずですが、そんな実感は普通ありません。
自由落下で運動エネルギーに変わってから
はじめてその大きさがわかるもので、
mghという公式は、測定からわかった
高さとエネルギーの関係を表しているだけで、
実測するためには、運動エネルギーに
変換してやらないといけません。

電界のポテンシャルエネルギーの場合、
その定義は点電荷の運動で表現
されてますよね。暗黙のうちに
運動エネルギーへの変換をしているわけです。


ポテンシャルエネルギーは、必ず
運動エネルギーとの和で書かれて
いて、本によっては記号Hで
ハミルトニアンと書かれていると
思います。
このHが一定というのが、高校の物理で
出てきたエネルギー保存の法則です。

エネルギー保存の法則があるから、
運動が起こっていなくても、そこには
見えないエネルギー、直接測定できない
エネルギーがあると確信がもてるので、
この見えないエネルギーをポテンシャル
エネルギーと言っているんです。


>ポテンシャルが低く安定になるように電子が移動したなどといいますが、

 運動エネルギーをK、ポテンシャルエネルギーをP
とすると、ラグラジアンLというのが
L=K-P
と定義されます。L>0になるように全ての
自然法則は働くと言われ、これをオプティマル
(最適化)の原理といいます。

複雑な式も

H=K+P
L=K-P

H ハミルトニアン
L ラグラジアン
K 運動エネルギー
P ポテンシャルエネルギー
(運動エネルギーではない、見えないエネルギー)
の原理で書かれていると分かって式を見ると
全体がよく見えると思います。

辞書でpotentialって引いてみて下さい。
可能性を秘めた、潜在的な能力・・・
とあるはずです。


運動エネルギーに変わる可能性のある
エネルギーで、直接測定できないが
そこに潜在的(内面)に存在する
エネルギー一般のことで、
古典力学ではNo.1の方が言われて
いる位置エネルギーのことです。

自分のしている腕時計の位置エネルギーを
考えると、地上にいるときよりビルの上に
いるときのほうが、位置エネルギーは
大きいはずですが、そんな実感は普通ありません。
自由落下で運動エネルギ...続きを読む

Qポテンシャルの意味

量子力学でよく出てくるエネルギー障壁は、縦軸がポテンシャルV、横軸が距離xとして表されています。
ポテンシャルの単位はeV等になっているのですが、静電ポテンシャルだとしたら距離xは必要ないと思います。
このポテンシャルは一体何を表しているのでしょうか。
ポテンシャルが粒子に与える影響などについて教えていただけるとありがたいです。

Aベストアンサー

>静電ポテンシャルだとしたら距離xは必要ない
距離ではなく位置でしょうね。それに電子vs電場である必然性は全くありません。
xのある範囲はポテンシャルゼロでその外側に高さVの障壁がある場合、障壁の幅が有限なら外部にも存在確率があるというか全部外に逃げちゃいますね。
Vの幅が無限ならxの値によってVの壁の外側の濃度(存在確率)は距離により減少していきます。

QFF5のアビリティについて

FF5のアビリティで疑問に思ったことがあります。

それは、忍者から得た二刀流、魔剣士から得た魔法バリアが、アビリティの枠にセットしていないのにすっぴんのときに発動したことなんですが、アビリティにセットしていないものでもすっぴんの状態で発動するものがあるんですか?

また、ほかのジョブから得た〇〇30%UP等のアビリティも、上のようにすっぴんの状態で発動しますか?

Aベストアンサー

他にもかばうなども発動します。
兵種の自動発生アビリティについては
その発生ジョブをマスターしていれば
すっぴん、ものまね士で自動発動します。

QポテンシャルからF→を求める

U= 1/2ln(x^2+y^2)
と与えられたとき F→はどうなるかという問題を解いてみました。

-∇U= (1/x , 1/y) となって = 1/r→
としたら
友達に
ベクトルは割り算できないし答えが違うといわれました。

x成分、y成分がそれぞれ上記のようになったとき r→を示すにはどうすればいいのでしょうか。

r→/rとなるといわれたのですがなぜかわかりません。

ご教授いただければ幸いです。

Aベストアンサー

U= 1/2ln(x^2+y^2)=lnr

r=(x^2+y^2)^(1/2)

-∇U=-(∂U/∂x,-∂U/∂y)

∂U/∂x=(∂r/∂x)(dU/dr)

∂r/∂x=(1/2)(x^2+y^2)^(-1/2)(2x)=x/r

dU/dr=1/r

故に

∂U/∂x=x/r^2

故に

-∇U=-(∂U/∂x,-∂U/∂y)=-(x/r^2,y/r^2)=-(x,y)/r^2=-r→/r^2

Q活量、化学ポテンシャルの意味

 長らく化学熱力学の勉強をしていますが、どうしてもこの単元がクリアできません。
 活量(絶対活量、相対活量)、化学ポテンシャル、および、電気化学ポテンシャルの、定義式には、何度も目を通して、いろいろな眺め方をしました。
 しかし、これらを、「一言で言って」、どういう意味なのか、が、ずっと理解できないでモヤモヤしています。

●「活量って何?」(絶対活量、相対活量の各々について)
●「化学ポテンシャルって何?」
●「電気化学ポテンシャルって何?」

 これらの問いに、「化学熱力学には自信がある」という方なら、何と答えられますか? 目安として、ご自身が大学の物理化学の担当教官として、学生さんたちに教える立場に立たれて、学生さんから質問があった場合に、何と答えられますか?

 たくさんのご意見を、お待ちしております。

Aベストアンサー

化学ポテンシャルも相対活量も、ひとことで言えば、分子(やイオンや原子)の感じる居心地の悪さを数値で表したものです。

より詳しくは
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/4993441.html の回答No.4と
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6788508.html の回答No.8
をみて下さい。

化学ポテンシャルがあれば十分なのに、相対活量などというものをわざわざ定義して化学熱力学で使うのは、以下の二点で相対活量の方が便利で扱い易い量だからです。

(1) 最も居心地の良い場所では、化学ポテンシャルの値はマイナス無限大に、相対活量の値はゼロになります。数字としては、マイナス無限大よりもゼロの方がずっと扱い易いです。

(2) ある種の条件下では、相対活量を、分圧やモル分率やモル濃度で置換えること(近似すること、代用すること)ができます。すっごく便利です。


電気化学ポテンシャルと絶対活量については、私自身はあまり使わないので、自信がありません。他の方にお任せします。

Qポテンシャル面とは何ですか?

「最急降下法」について調べていたのですが
Wikipediaで調べてみると
「ポテンシャル面」の傾きから、エネルギーの最小値を探索する方法
とありました.
ポテンシャル面についてネットで調べてみてもよく分かりません.
ご存知のかた,教えてください.

Aベストアンサー

等ポテンシャル面のことでしょうね。スカラー関数をf(x)としたとき、▽f(x)という量に対して、f(x)をポテンシャルといいます。f(x)=c(cは定数)が等ポテンシャル面の方程式です。▽f(x)は等ポテンシャル面に垂直となりますので、最急勾配(地図で山の等高線を連想すれば分かりやすいですね)です。だから、「最急降下法」というのです。

Q力学 ポテンシャルが存在するかどうか

大学1年の力学の問題です。

Fx= 3yx^2 + 4x
Fy= x^3 + 2y^2
についてポテンシャルが存在するかどうかを調べ、存在するなら求めよ

とあるのですが、ポテンシャルは力を距離で積分したものですよね?ということは、ポテンシャルが存在する=積分できる ってことですか?
この場合は積分区間が指定されていないということは、自分で積分定数を決めるということですか?
また、ポテンシャルが存在しないとは具体的にどういう時をいうのですか?


教科書などは理解したつもりですがいまいちポテンシャルについて分かっていないみたいです。すみません。

Aベストアンサー

この場合は1次元ではないので、ポテンシャルが位置のみの関数として定義できるためには、
積分が経路によらない事(つまり微小仕事が完全微分(全微分)であること)が必要。

そのためには、微小仕事が

dW = fx dx + fy dy

であるとき、

∂fx/∂y = ∂fy/∂x

が成りたつ事が必要十分条件。

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード


人気Q&Aランキング