静電誘導・誘電分極
よろしくお願いいたします。問題は
導体でできた小物体A、B(Aが左側、Bが右側)と不導体でできた小物体C、D(Cが左側、Dが右側)をそれぞれ接触させて、絶縁された糸でつるす。
1) 接触させた各物体に、右側から正に帯電した帯電体を近づけたきの、各物体の電荷の分布の様子を、+-を用いて書け。
導体についてはわかりました。Aの左側に+、Bの右側に-です。
わからないのは、不導体の方です。解答は、Cの左側に強い+、Cの右側に弱めの+で、Dの左側に弱めの-で、Dの右側に強い-です。解説には、帯電体を近づけると、帯電体側には帯電体と逆符号の電荷が分布するので、導体も不導体も同様の電荷分布となる。これがよくわからりません。どうして不導体が導体と同じになるのでしょうか。私は、CもDも両方とも左側に+、右側に-だと思うのです。
なぜなら、不導体における電子はその場で小さく動くことはできる(偏ることはできる)が、その場から離れることはできない、と勉強したからです。解答のとおりだとCには-が存在せず、Dには+が存在しないことになりますが、そうすると、C、Dにあったそれぞれの+と-は相手方に移ったということですか?そもそも相手方にうつることができるのでしょうか。不導体における電子はその物体において偏ることはできるが、動く(相手に移る)ことはできないと思っていましたが・・・。
この問題には問2があるのですが、問1の解答のとおりだとすると、問2もよくわからなくなります。
2)1)に続いて、帯電体を近づけたまま、AとB、CとDの接触を離し、帯電体を遠ざけたときのA,B、C、Dそれぞれの電荷分布をかけ。
この解答は、Aは+のみ、Bは-のみ。CとDはともに電荷0です。
導体ABはわかりますが、不導体のCDについて、疑問です。
1) で、自分の考え方のとおりだとすると、帯電体を近づけてもCもDも互いに電荷のやりとりはなく、電荷の偏りがあるだけなので、2)で離したときに、電荷が0になる、というのはわかります。
ですが、1)で解答のとおり、Cには、+しかなく、Dには-しかない、というのであれば、2)で引き離したときに、電荷が0になる、というのはどう考えてもおかしいと思います。
どうして解答のようになるのでしょうか。
勉強不足ですが、よろしくお願いします。
お礼
なるほど。たびたびありがとうございました!