・誘電体内外の複雑な物理現象をうまく説明するためのものだよ
電界とどう違うんすか~?
説明しよう
簡単に言うと
電束密度とは
電界の親戚みたいなもの
です。
都合の良いように作られた概念ですので、ちゃんとしたイメージは難しいかもしれません。
電束密度の単位は、単位体積当たりの電束[C]の密度なので、$[C/m^2]$です。
順番に説明していきます
詳しく言うと
まず、下図のような誘電体を用意します。
この誘電体に電界をかけると、分極が起こり、中で電荷が打ち消し合います。
すると両端だけに電荷がある状態になり、その両端の電荷により電界が発生するため、誘電体内の電界は誘電体外の電界よりも弱くなります。
これでは、$E$と$E’$2つの異なる電界を考えなくてはいけなくなり、ややこしいです。もっと簡単に考える方法はないでしょうか?
そこで導入されたのが「電束密度」です。
「$D=\varepsilon E$(電束密度=誘電率×電界)」と定義することで、例えば、誘電体の比誘電率を$\varepsilon_{r}$とすると、下図のように書けます。(誘電率=真空の誘電率×比誘電率であることに注意)
このように$D=\varepsilon E$とすることで、誘電体内外の様子を1つの式で表すことができるようになるのです。
これが電束密度です。
要するに何?
「誘電体内で電界が弱まる」という現象をうまく物理的に説明するために、電界の変わりに新たに導入されたのが電束密度ってことです!!(; ・`д・´)
つまずきポイント
分極で電荷が打ち消し合うってどういうこと?
そもそも電束ってなんすか?
なんで電束密度って名前なの?
今回はこのへんで(^^♪良かったら他の記事も見てってね!
初学者におすすめな参考書を調査してまとめてみました。良かったら参考にしてください。