レポート(1)

問題1

オープンスペースなどのパソコンを利用して、xy平面(z=0)上で任意の円周または多角形の頂点に位置する正負5個以上の点電荷群の作る電位の等高線を描き、プリントアウトして提出せよ。 (下のサンプル図は3つの点電荷(正1負2)に対するものであるので、これをそのまま提出しても問題の条件を満足せず認められない。)

potential contour

問題2

静電場はベクトル量で向きと大きさを持っている。その向きの定義を説明し、具体的な計測法を提案せよ。また電場の大きさの定義と、これを計測する際の技術的に困難な点を論ぜよ。

注意

解答は、全てこちらの用紙をプリントアウトし、学籍番号などを記入して、手書きすること。ワープロ作成やルーズリーフや市販のレポート用紙の使用は不可とする。 問題1のグラフは解答用紙へのはりつける他に、別紙提出も可能とする。(全レポートをホッチキスなどで留めることは固く禁止する)。別紙の場合は学籍番号を右上の余白に必ず追記しておくこと。

問題1の電荷の値や位置の取り方や問題2の計測法の提案は無限に存在するはずであるので、そっくりのレポートが複数提出された場合は、コピー物と判断して全て無効とする。(零点とする。)

友人にヒントを教えてもらうことは構わないが、必ず友人のものとは違いの有る結果を提出すること。また、友人にサンプルプログラム等を提供する場合にも、自分がレポート作成に使用したものとは変えたものを渡すこと。

提出期限は11/8の授業開始時とする。それ以降の提出も認めるが評点は(当然ながら)下がる。

問題1のヒント

オープンスペースのパソコンにはプログラムを組まなくても等高線を作成できるソフトがいくつかインストールされている。

Excelまたは互換表計算ソフト
等高線表示機能は貧弱であるが、上図サンプルに類似のものを作ることも可能。 (サンプルワークシート)
Gnuplot
上記サンプルの等高線はこのプロットファイルで、分布図はこのプロットファイルで作成した。 Gnuplotの超簡単な使用法はこちら。
Mathematicaまたは互換数式処理ソフト
非常に充実したグラフ機能を備えており、理系の学生であればできれば一度はトライしてみて欲しい。

使用するソフトと電荷の分布の選び方によっては、分布図が非物理的な振る舞いを示すことが起こりうるが、そのような場合はソフトの操作を工夫し合理的な分布に近づけること。

問題2のヒント

クーロンの実験では何をどのように測定したかをまず調べよ。実験提案には必ず用意できるもののみを使うこと。

(last modified at 20th Oct. 2017)