電磁気の問題です。大至急解き方を教えていただけないでしょうか……。全く解き方がわかりません。どなたかどうかお願いします

問題5 (この問題では適宜対称性を援用せよ.なお, 1) 2) では Ia はIのままで計算すれば よい. 3) では Ia の表式の計算が必要となる) 極板が半径rの金属円板, 極板間距離がl の (十分理想的な) 平行板コンデンサがあるとする. いまこのコンデンサは充電中であるとする. 充電中には極板間の電場は時間変化するが, 空間的には一様 (極板間のどこでも同じ) であると仮定する.また, 2枚の極板が底面(上面・ 下面), 高さlの円柱を考えておこう. の → 1) 極板間では電流密度はすであるが,変位電流密度 J = o はすではない。極板間 で極板と同じ半径rの円板面をDとするとき をDにおいて面積分したものを,変位電 at 流La=pn as とする。 上記の仮定より Laは極板間で一様となる。変位電流 I』が上記 Jar Hola の円柱の側面に作る磁場の大きさBがB= となることを示せ. 2πr 2) 極板間の電位差を Vとする. 上記の円柱の側面におけるポインティングベクトルの大きさ Sを計算し, Sを側面にわたって積分したものを W とすると W = VI』 となることを示せ . πr² 3) 定数Cを C= com とおく。 時刻がt=0〜tのときに、電位差がV= 0〜V と変化した l とする.このとき, 2) の Wを積分すると - wa = 1/2 CV2 となることを示せ。 W dt

電磁気の問題です。解き方が全く分かりません。 途中式含めてどなたか教えていただけないでしょうか……？何卒よろしくお願いします

問題1 磁場はベクトルポテンシャルを用いてアメ才と書かれているとする.また, ベ クトル場さがすさを満たすとき,スカラー場が存在して と書けるこ とが知られている. 1) マクスウェル方程式のどれかを用いることにより、電場が,何らかのスカラー場と ベクトルポテンシャルを用いて表すことができることを導出し,その表式 ( をと で表した式) を示せ. [導出部分の記述が必要である] 2) 1)で求めたが,スカラー場 X を用いた変換$' =ゅー であることを示せ. oxの下で不変 う at

物理学の電磁気学の問題です。やってて全くわかりません。 誰でもいいので式と答えをよろしくお願いします。

軸が鉛直上向きになるように, ryz座標をとる。 空間内には、 磁場がy軸の正の方向に生じている。 一辺の長さがlの正方形の回路を,下端の辺が軸と重なるようにし て 2-2 平面内に配置し, 静かに手を放したところ, 回路は鉛直下向きに落下していった。 以下の問に答えよ。 磁束密度の大きさがBの 部分にだけ, (1) ある時刻において, この回路の下端がz=-L> lの位置にあり、この瞬間の速度がであった。このと きに回路を貫く磁束の大きさと回路に生じる誘導起電力の大きさVを求めよ。 (2) この回路全体の抵抗値がRであったとすると, (1)の時刻において, 回路にはI=V/Rの誘導電流が流れ, この電流は磁場からローレンツ力を受ける。 回路の下端および上端の導線がうけるローレンツ力の方向と 大きさをそれぞれ求めよ。 (3) さらに時間が経過すると, 回路全体が完全に<0の領域に入り込む。 すなわち, z=-L <-lとなる。 このような状態になった以降の時刻において, 回路が落下する速さをvとするとき, 回路を貫く磁束の 大きさと, 回路に生じる誘導起電力の大きさを求めよ。 (4) 回路全体が <0に入り込んだ状態での回路全体が磁場から受ける力の方向を求めよ。 B

物理のコイルの問題です。 解ける方全部解いて教えてください

7 図のように, 0<x<3の範囲だけに、紙 y 面に垂直で裏から表へ向かう一様な磁束密度 Bの磁場がある。 1辺の長さaの正方形の1 巻きコイル (全抵抗 R) を紙面上に置き,x軸 に平行な矢印の向きに, 一定の速さ”で磁場 を通過させる。 コイルが最初に磁場の左端に さしかかる位置を原点 (x=0) として,以後の コイルの位置をxで表す。 (1) コイルを貫通する磁束の大きさをx の関数としてグラフに描き,その最大値を縦軸に記入せよ。 (2) コイルに発生する誘導起電力Vをxの関数としてグラフに描け。ただし,最初に発 生した誘導起電力の向きを正とし, その正または負の最大値を縦軸に記入せよ。 (3) コイルの速度を一定に保つために必要な力F をxの関数としてグラフに描け。ただ し,右向きを正とし, その正または負の最大値を縦軸に記入せよ。 ヒント コイルを貫く磁束が変化するとき, コイルに誘導起電力が生じる。 コイル全体が 磁場の中にいるときには誘導起電力は生じない。 O a 4a x

マクスウェル方程式を用いて電磁波について考えています。 赤線部分がなぜ0になるのかが分かりません。 ご解説よろしくお願い致します。

電磁波について 電磁場の空間変化がx軸方向のみにあるとする。 電荷も電流もない、真空中においてP=o i=0 したがって Ex 2 Bx da dx ( √x E) ₂₁ = 0. (D x B) ₂ (DXE) y (DX F) 2+ B2 2 Bz dt. (D x B) z + & By at 以上より JE (DXB) y - Eo Mo It - Ee Mo ①をxで微分すると] [3²2 Eng 2² En 2212 ②をtで微分すると d 21 = 0 a Ex dz (+E₂ Ey da JEZ dt Eo Mo = = であるから E2 2² En dt² d d Bx JZ 2x = 0 dEx ) Jy 352-2 (122) = + 2212 dt 0 0 d By d2 ) a Bx dt + <= 0 d By dt ) + dB z dt JEx Jt = st (10²) + E. Mo d'Ep =0 En Jt dt² = Bz 0 B² ) - 20 MO JES ノー Mo dEy da dt 0 d dt Bx JB₂)- 2. Mo dez Ez dy dt Ey ²3 (7) ↑ dx² Ex. B₂e 17 = P₁ - E 空間にも依存しない。 一様な静電場・静磁場 =9 Date = 0 ② この式は一般に波動方程式と呼ばれる。

分析化学『核磁気共鳴（NMR）分光法スペクトル解析』の問題なのですが、この問題の答えと解き方を教えて頂きたいです。 特に⑦以降が分からないので、プロトンの積分値の所と化学構造式の出し方について詳しく教えていただけると有り難いです。 宜しくお願い致します。

11 【問題3】 核磁気共鳴(NMR)分光法には, 'H-NMR および 13C-NMR分光法等があり, 有機化合物の化学構造を解 析する上で最も有効な手段である。 下記のプロトン核磁気共鳴 ('H-NMR) スペクトルは,分子式 CH 20 が与えられる化合物のものであるが,本化合物の重クロロホルム中における HH-NMRスペクトルに 基づいた化学構造の解析方法を説明している文章を, (①) から (⑩) に適切な言葉や化学式を入 れて完成しなさい。 本化合物は分子式がC6H120 であることから不足水素指数を求めると, (①) 構造であることが判る。 次に、酸素数が1であることより, (②) 結合や (③) 基 (④) 基と (⑤) 基の存在が推定される。 しかしながら, シングレット (1重線) のシグナルがないことから (③) 基, 約 2.1 ppm 付近にシグ ナルがないことより (④) 基, および約 10 ppm 付近にシグナルがないことより (⑤) 基の存在は否 定される。 また, 分子式の炭素数が 6 であるのに対して, シグナルは3本しかないことにより, (⑥) 構造をしていることが推定される。さらに, 低磁場側から順にケミカルシフト値が約 3.3 ppm, 約 1.6 ppm, 約 0.9ppmの3本のシグナルのプロトンの積分値は,それぞれ 2: 2:3 であることか ら,それらの各部分構造はそれぞれ(⑦), (⑧),および (⑨) となる。 4 4 6 よって, それらのプロトンはカップリング (スピン結合) して,それぞれトリプレット (三重線), セクステット(六重線),およびトリプレット (三重線) であることか ら,本化合物の化学構造は (⑩) と推定される。 10 9 8 7 6 5 ppm 4 -3 -N 2 1 O

大学物理の問題で質問があります。 単元は電磁気学です。 解説のpm=μ0ISという箇所がわかりません。 ご解説よろしくお願い致します。

原点Oに大きさが pm の磁気双極子モーメントが2軸の 負の向きに置かれている(図9) Oを中心とする半径Rの球 面上の, OPが2軸となす角が0の点Pに生じる磁束密度を, 球 面に接する成分と垂直な成分に分けて求めよ。 [ヒント: 式 (10.40) を用いる.] 13. 地球磁場の水平方向の成分を水平成分, 磁場の向きが 水平方角となす下向きの角度を伏角という。 松本 (北緯36度) における地球磁場の水平成分は30×10 - T伏角は 49.5°であ る。 (1)地球磁場が地球の中心にある磁気双極子によるものと すれば,北緯36度の地点における伏角はいくらになるか. (前問の結果を用いよ。) (2) 地球磁場をつくっている磁気双極子は、地球の中心に ある半径 3.5×10mの核に流れる電流によるものと考え られている。これを半径2×10°mの円形ひと巻きコイル に置きかえたとすれば, コイルに流れる電流はどれほど か。

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

電磁気学の問題です！図の働く力が分かりません…どなたか分かる方いたら教えていただきたいです😭

* 真空の透磁率をμ とする。 z軸正の方向に向かう磁束密度B[T]の一様な磁場内で、以下のように電流I[A]を流した時、 長さ [m]の導線の部分に働く力の大きさと向きを求めよ。 (a) 電流Iがxy平面内にあり、x軸と30度の角をなす。 OB 30° (b) 電流Iがyz 平面内にあり、y軸と30度の角をなす。 ↑ B じ I 130°