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
以下の3通り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。
(a) 正負の等量の電荷が(-1, 0)と(+1, 0)にある点電荷群、
(b) (a)の電荷群を原点の周りに45度回転した点電荷群、
(c) (a)の電荷群の近くにさらに電荷量の小さな正の点電荷を1個任意の位置に追加した点電荷群。
(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。)
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。
向き及び大きさの定義を説明し、具体的な原理に基づいて計測法を提案し、
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のグラフを印刷したもの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(c)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11/7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、
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。
Excelを使った場合、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、
これを元に尋ねられている任意の電場に対する測定法を解答せよ。
実験提案には必ず用意できるもののみを使うこと。
当然、市販の計測器を用いる場合は、その測定原理の説明も添えないと
レポートの解答としては認められない。
(last modified at 17th Oct. 2018)