点電荷のまわりの電位(シミュレーション)


【目的】
 点電荷のまわりの電位について,シミュレーションを通して理解を深める。
 空間の電位は直接見ることができず,複数電荷に対しては図示することも難しい。教科書等の定型的な図を用いての説明だけではなかなか理解させることが難しい。
【教科・単元】
 物理U
【工夫した点】
・ 2個から4個の電荷について電位を表示するようにした。
・ 立体的にも表示できるようにした。
【準備】
 OSがWindows95・98・2000・me・xpのパーソナルコンピュータ。必要に応じてプロジェクターとスクリーン。
【操作・結果】
 「理科シミュレーションと計測」をインストール後,メニュー画面から「点電荷のまわりの電位」(denni.exe)を起動する。次の画面が表示される。
画像
 ボタンをクリックすれば,複数電荷(2〜4個)について等電位面を表示する。
 4個の点電荷の場合は下図のようになる。電位の正は赤色,0は青色,負は緑色で表示する。
画像
 また,「平面的に見る」「立体的に見る」ボタンで表示方法を変更できる。下は立体的に見た場合の図である。
画像