演習問題4.2 解説

4.2

Question;

無限大の導体平面が誘電率 ε [F/m] の均質な半無限大誘電体と接している。導体表面から距離 d [m] の点に点電荷 Q [C] があるとき、点電荷にはたらくクーロン力を求めよ。

Direction;

無限大の導体平面の前に点電荷があるので鏡像法を用います。鏡像電荷は正反対の位置に正負が反転しただけの同量のものです。これに電束密度の考えを用いて解きます。

誘電体が出てくる問題では本来は電束から D = εE の公式を用いて電界を出してそれから力を求めるのですが、慣れていればクーロンの法則の εo を ε = εo・εr に変形させて解いても問題ないです。

Solution;