下線を引いた部分の導出が出来ません 教えてください。。

17 17 1.4 電位 例題 37- ・電気双極子 短い距離を隔てて置かれた土gの点電荷から十分遠く離れた点の電位と電 界を求めよ。(このような1対の点電荷は電気双極子とよばれ,p=ql (1は-g か ら+q に向かうベクトル)を電気双極子モーメントという。) 12 P -9 O A +q 図 1.12 【ヒント】 極座標 (r, 0)を用いて, 電位を表す. 【解答】 電荷対の中心にとった原点からの距離にある点Pでの電位を求め る。 図のように, 点Pと正負の電荷との距離 1, 12 をとる。 電位は Φ=- q となる. いま、点Pが原点Oから十分に遠く r≫lであるとすると図より n=r- Y 12/21 cos, =r+= ただし, 0 は OP とベクトルのなす角である.したがって, p=ql とおいて = ql cos 0 p cos 0 2. 4 xeo(21² COS²0) 4 πEar 2 となる.つぎに, 式 (1.15) を使って点Pの電界を求めると、そのγ 0成分は 1d psine Er= app cos 0 ar 2013, Eo= r304πeorg 問題。 3.1 一様な電界E の中に置かれた双極子モーメント』の電気双極子について (1)偶力 N が,N=p×E () ギーU が,U=-p・E

量子力学の問題です。 わかる方おられませんか

2. 外部磁場中の荷電粒子の量子力学、 Landau 準位 ベクトルポテンシャル A(t,x)、 スカラーポテ ンシャル (t,x) がある3次元空間の中を質量m、 電荷eをもつ荷電粒子の運動を考える。 その運動量 をp、 位置座標をェとすると、 荷電粒子を記述するハミルトニアンは以下で与えられる。 1 H(t, z,p) = -(p- eA(t, x))² + eo(t, x) 2m (1) (1) この荷電粒子を表す波動関数を重(t,x) としたとき、 確率密度と確率の流れの密度は、ベクトルポ テンシャルがない (演習問題No.1の) 場合に対し微分∇を 「共変微分｣Dに置き換えることで 得られることが知られている。 p:=²=v*v, J:= {*D-(D)*} ここで、 2m D:= V-ie A, +∇ ･J=0が成立することを示せ。 とおいた。このとき、連続の方程式 (2) 電場E = -Vo-b と磁場 B = ∇×4が次の(ゲージ) 変換で不変であることを示せ。 at 以下電場はなく、静磁場のみがある場合を考え、磁場が向いている方向を軸とする: B = (0,0,B) Əx AA'′=A_∇入, 中→d=6+ at ここで、 入 = \(t,x) は任意のスカラー場である。 さらに荷電粒子の波動関数も同時に →=e-ie (5) と変換させた場合、 Schrodinger 方程式場=H(t,x, l∇)が変換した場に対しても同様に成 立することを示せ。 A = (0, Bx, 0) にとって、とzに依存しない波動関数 (x,y) を調べる。 (2) このとき、トの取りうる範囲を求めよ。 (3) この背景の下で縦と横の長さがLz, Ly の長方形状の十分薄い平板を0に {(x,y)|0 ≤x≤LT, 0≤y≤Ly} (7) のように置き、この平板内に束縛される荷電粒子の運動を調べる。 このとき、以下のように、ベクト ルポテンシャルを Landau ゲージ (8) (4) このことを、Schrodinger 方程式がゲージ変換のもとで共変性をもつor 共変的である、などという。 同じ量子数をもつ状態がなす部分ベクトル空間の次元のことをその状態の縮退度と呼ぶ。 (6) (3) 波動関数 (x,y)=(x)eikyのように変数分離して荷電粒子に対する時間に依存しない Schrodinger 方程式を解き、 固有関数とエネルギー固有値を全て求めよ。 ただし、演習のプリントで与えられ た特殊関数は説明なしに用いて良いものとし、 規格化も行わなくて良い。 (4) 波動関数 (x,y) は方向に周期境界条件を満たすとする。 v(x, y) = v(x,y + Ly) (5) 基底状態に対しょ軸の位置演算子の期待値 (z) をe, B,kを用いて表わせ。 また、 位置演算子の期 待値が平板内に存在する条件から、 基底状態の縮退度を求めよ。

III-1(4)を教えてください。

III. 強さの定常電流が作る磁場は、次のビオサバールの法則で与えられる。 点Sのまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場dHは、 I ds x r' 4T ¹3 (1) で与えられる。ここで、はSからPに向かうベクトルSP = r 。下の左図参照。 dH= I Sas P III-1. 強さの無限直線定常電流が軸上を、軸の正の向きに流れている場合を考える。 上の左図。 円筒座標系において、点Pの円筒座標を(p,d,z) とし、 その点での規格化された 基底ベクトルをeprepez とする。 円筒座標 (p,Φ, z) の点Pに作られる磁場H (p,p, z) は、 ed の向きであり、磁場のe, 成分, Ho は pのみに依存する、 すなわち H(p, o, z) Hs(p)e. と表すことができることを以下の手順 (1)-(3) で示せ。 = I (2) (1) 軸上の点Pに作られる磁場を求める。 点Pの座標を(x, 0, 0) とする。 軸上の点S のまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 V x H = i (2) 次に、点Pがzy平面上、軸からの距離がpの位置にあるとする。 このとき、円筒 座標を用いて点Pの座標が (p,p,0) であるとする。 軸上の点Sのまわりのds 部分 を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、磁場の大き さがpのみに依存し、中に依存しないことを示せ。 2 (3) 最後に、 点Pが円筒座標 (p, 中, z), ≠0の位置にあるとする。 軸上の点Sのまわり のds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、 磁場の大きさがpのみに依存し、 中,zに依存しないことを示せ。 (4) 磁場をH, 電流密度をżとしたとき, マックスウェルの方程式の一つは, (3) で与えられる。 マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用 して、円筒座標 (p, 中, z), (p > 0) の点Pにおける磁場のe, 成分, H を求めよ。

Ⅲ-1(1)~(4) Ⅲ-2(1)~(3) を教えてください

III. 強さの定常電流が作る磁場は、次のビオサバールの法則で与えられる。 点Sのまわりのds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場dH は、 I ds x r' 4 3 (1) で与えられる。ここで、 r'はSからPに向かうベクトルSP､ r' = r 。 下の左図参照。 dH = I S ds III-1. 強さの無限直線定常電流が軸上を、軸の正の向きに流れている場合を考える。 上の左図。 円筒座標系において、点Pの円筒座標を(p, 中, z) とし、 その点での規格化された 基底ベクトルを eps epiez とする。 円筒座標 (p,d,z) の点Pに作られる磁場H (p, 中, z) は、ed の向きであり、磁場のe。 成分, Ho は pのみに依存する、 すなわち H(p,d,z) = Hs (p)eΦ と表すことができることを以下の手順 (1)-(3) で示せ。 (2) (1) 軸上の点Pに作られる磁場を求める。 点Pの座標を(x,0,0) とする。 軸上の点S のまわりのds部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ｡ (2) 次に、点Pがzy平面上、軸からの距離がpの位置にあるとする。 このとき、円筒 座標を用いて点Pの座標が (p,p,0) であるとする。 軸上の点Sのまわりのds 部分 を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、磁場の大き さがpのみに依存し、中に依存しないことを示せ。 (3) 最後に、 点Pが円筒座標 (p,d,z), ≠0の位置にあるとする。軸上の点Sのまわり のds 部分を流れる電流が点Pに作る磁場の向きをその理由とともに答えよ。 また、 磁場の大きさがpのみに依存し、 中zに依存しないことを示せ。 (4) 磁場をH, 電流密度をżとしたとき, マックスウェルの方程式の一つは, V x H = i (3) で与えられる。 マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用 して、円筒座標 (p, 中, z), (p > 0) の点Pにおける磁場のe 成分, H を求めよ。 III-2. 次に、 上の右図のように、 無限に長い円筒に強さの定常電流が流れている場合を考 える。ここで、円筒の断面は半径aの円であるとする。 円筒の中心軸を軸とする。 円筒に は強さの定常電流が軸の正の向きに, 円筒内を一様に流れているとする. (1) III-1 の結果を利用して、 円筒座標 (p, Φ, z) の点Pに作られる磁場 H (p, 中, z) は、 ed の向きを向くことを示せ。 また、 磁場のed 成分, H は p のみに依存することを示せ。 即 ち、この場合も磁場は式 (2) のように表すことができる。 (2) 円筒領域p<α及び円筒外の領域p>αにおいて、電流密度の大きさ i = i を求め (3) マックスウェルの方程式 (3) を用い, さらにストークスの定理を適用して,次の領域 における磁場のe」 成分, H を求めよ。 (a) p<a, (b) p> a

ネットで見つけた問題です。 等価回路の所まで分かりますが、3枚目の解説から分かりません。 R_Lの消費電力R_LI^2からIを求めてLの値を出そうとしましたが上手くできず、解説を見てもなぜωL=-Im(Zin)なのか分かりません。 詳しく教えて頂けませんでしょうか？

問1 + R jol -Doo Eo jwC 負荷 ある回路に負荷 Rz+jL が接続されている｡ R, で消費される電力 (有効電力)をPとする とき、以下の問に答えよ。 問11) R, が固定, Lが可変であるとき､LをいくらにすればPが最大になるか。 またそのときのPの値は。 問1-2) R, とLがともに可変の場合、 R, とLをいくらにすればPが最大となるか。 またPの最大値は。 RL

蛍光ペンで引いたかける2のところがわからないです。 教えてください！！！

A B 図のように, 8a [m] だけ離れた点A,B 電気量 QQ [C] の点電荷を置いた。 ABの垂直二等分線上, ABの中点から 34 [m]の点Pにおける電場 EP の向きと |強さEP [N/C] を求めよ。 クーロンの法 の比例定数をk [N･m²/C2] とする。 解 正電荷,負電荷が点Pにつくる電場は それぞれA→P, P→Bの向きであり, AP = BP = 54 であるから, これらの電 場の強さは等しい。 この強さをそれぞれ Q E[N/C] とおくと,電場の式｢E =k-12」 A 4a (p.113 (4) 式) より Q kQ E = k (5a)² 25a² m 0.0 4a <PAB = 0 とすると, cos0= であるから図より 5a Ep = Ecos0×2 kQ 4a 8kQ = × ×2= 25a² 5a [N/C] 125a² 電場の向きは, A B である。 0.50m離れた2点A,B に点電荷を置く。A 点Aには4.5×10-°Cの正電荷を, 点B -0.50m- には 2.0×10-°C の正電荷を置くとき,線分AB上で電場の強さが( なる点やけど) A B A 図 11 電場の重ねあわせ E = + 頭 2 電場の重ねあわせ = A A 5a 4a 5a 3a 3a 4a E Poi E ------ 4a 電気 T ① カナ B

電磁気学の分野なのですが、自分には難しくなかなか解く手が進みません💦 もしよろしければ解説して頂けるとありがたいです。よろしくお願いします！

機能,のそれぞれに関して簡潔に述べよ。また,電気容 【問2】(1) キャパシター(コンデンサー)とは何かを,①構造, 量(静電容量)の定義を書け。 (2) O 誘電分極,②分極ベクトルP(電気分極),③電場 E と電束密度ID の関係,について簡潔に述べよ。 (3) ある平行板キャパシターの電気容量は 30 μF である。このキャパシターの極板の間に,ソーダガラスを隙間なく挿入し た。電気容量はいくらになるか(ソーダガラスの室温における比誘電率については書籍やインターネットから調べよ)。 (4) キャパシターには加えることのできる限界の電圧があり,これをキャパシターの耐圧という。いま手元に耐圧 25 V,電 気容量 10 μF のキャパシターが数十個ある。これらを接続して,耐圧75 V, 電気容量 20 μF のキャパシターを作るには どのようにすればよいか。その方法と考え方を述べよ。 (5) 極板間が真空のキャパシタがあり,この極板間の電位差が 10 V になるまで電荷を蓄えさせた。この状態で,ある物質を 極板間に隙間なく充填したのち,極板間の電位差を測定すると 3.5 V になっていた。充填した物質の比誘電率を求めよ。

なぜ下線のようになることがわかるのか教えて下さい！

が得られる(図24)。 @平行で同じ向きの2. 2 力とつりあう力を訪とる還 と|合力戸の大きさは, の 大きさと同じ 太向きは還 逆向きで, 同一作用線上にある また, 同図より, 合力の作 用線は, 線分AB を力の大きさ の逆比 万 : 訪 に内分する。 @平行で逆向きの 2 力の合力 ) 図26のように, 望,記が平 ま |