8.4
電磁気学において、電場線(電気力の方向を表す)は常に等ポテンシャル線に垂直であり、その線に沿って位置エネルギーは一定です。
これら2つの直線は直交し、直交する軌道を形成します。
数学的に理解するために、 x軸に沿って開く放物線の族を考えます。 x = ky²と表し、kは定数です。
xに関する方程式を微分すると、放物線上の任意の点における接の傾きが得られます。
族のすべてのメンバーに共通化すると、 k を消すことで x と yの傾きが得られます。
この傾斜に対する垂直な方向は負の逆数で与えられます。
傾き式にy/2xを代入し、再配置すると放物線の直交軌道の方程式が得られます。
この式を積分すると、原点を中心とする楕円族を示す一般的な式が得られます。
これらの楕円は放物線と直角で交わり、実際の物理系における電場線が等ポテンシャル面と交差する様子を反映しています。
著作権 © 2026 MyJoVE Corporation. 無断転載を禁じます。