高校物理の質問です。電気のところです

高校物理です。電場や電位について

すぐに回答を！ 物理のエッセンスで勉強しています。
一様な電界での電位の話です。
電界の強さEと向きが一様な電界です。
下向きに強さEの電場があります
そして原点Oを電位の基準として上向きにｘ軸をとります。
そうすると電界の向きが高電位側から低電位側に向いていることになるようです。

ここでわからないのは電界の向きが高電位側から低電位側にむいているというところです。
そりゃあなりますけどそれはｘ軸を上向にとってるからではないんでしょうか？
僕は反対に軸をとれば低電位側から高電位側に向いている電場が出来ると思います。

わかりにくい文章ですいませんでした。
実際書いてみるとこの電場のEがどちら向きになるかがわからなくないですか？
プラスかマイナスかがわからないんで

実際やってみるとやっぱりEに依存するとおもいました

No.4 回答者： felicior 回答日時： 2009/08/16 10:29

＞Eがどちら向きになるかがわからなくないですか？

＞プラスかマイナスかがわからないんで
＞実際やってみるとやっぱりEに依存するとおもいました

つまりE>0かE<0かで向きが変わるのではないか、ということでしょうか。

実は電場は本来ベクトル量なので、正負の符号だけでは表せない量です。
ベクトル量は矢印で表すことができ、“長さ”と“向き”に分けて考えます。
だからこそ「電界の“強さEと向き”が一様」という表現が使われているわけ
ですが、このような表現においては座標軸の向きに関係なくEはその“長さ”の
部分だけを表しE>0を含意します。もし「下向きにE<0」ならば、初めから
「上向き」と書いてあったはずです。

座標軸と無関係なのはこれが“極座標”的な考え方だからです。もし「この電場の
x成分は？」と問われれば、x軸が同じ向きなら“E”、逆向きなら“-E”と答える
ことになります。

＞反対に軸をとれば低電位側から高電位側に向いている電場が出来ると思います。

電位と電場の関係は他の方もおっしゃるように定義ですから必ず
高電位→低電位の向きです。

＞原点Oを電位の基準として上向きにｘ軸をとります。

もしかしてこれも勘違いの元かもしれませんが、これは原点で電位がゼロと言って
いるだけでx座標がプラスなら電位もプラスとは言っていませんので、座標軸が
反転しても電位は反転しません。

No.3 回答者： yokkun831 回答日時： 2009/08/16 09:25

電位は，「単位電荷当たりの電気力による位置エネルギー」ですので，その定義からして，電場は高電位から低電位に向かうと決まっています。

重力との比較をしてみましょう。

重力場　重力　位置エネルギー
　ｇ　　ｍｇ　　ｍｇｈ
電場　　電気力　位置エネルギー
　Ｅ　　ｑＥ　　ｑＥｈ＝ｑＶ

重力は重力による位置エネルギーが高い方から低い方へ
電気力も電気力による位置エネルギー（電位）が高い方から低い方へ
・・・です。ばねの弾性力にしても同じですよ。

No.2 回答者： shintaro-2 回答日時： 2009/08/16 07:58

>僕は反対に軸をとれば低電位側から高電位側に向いている電場が出来ると思います。

思うのは勝手なので良いのですが、
電界・電場の向きは、＋から－　つまり、高電位から低電位と決められています。

座標軸を反対にとれば、Ｘ方向正の向きとか
負の向きとかの表現は可能ですが、
低電位から高電位に向かう電場はできません。

No.1 回答者： sono0315 回答日時： 2009/08/16 02:48

＞＞電界の強さEと向きが一様な電界です。

＞＞下向きに強さEの電場があります

＞＞実際書いてみるとこの電場のEがどちら向きになるかがわからなくないですか？

下向きに強さEの電場があります。と言ってますよね
わからないもなにも下向きと初めに決めているじゃないですか？
質問の意図がつかめません。

ここでのx軸が上向きか下向きかは関係ないことは確かですよ
それに初めの電場もx方向に下向きなのか、y方向なのかが書いて
ないので、議論のしようがありません。何をどうもって「下向き」
と決定しているのか…