電気のおはなしその8・重力場と電場・磁場 feat. ニュートン先生

ニュートン先生は、木からリンゴが落下するのを見て万有引力を発見しました！

というのは非常に有名なお話ですが、この話はいったい何が凄くて何が革命的な大発見だったのか、と問うてみても、

(　'ω')＜万有引力を発見したのがすごいんでしょ？
他になにか？

と返されそうな気がします。（まぁ、確かにそうなんですが）

前々回、私はこういうことを書きました。

力は、物体同士が接触している点において発生する

物体同士の接触点で力が与えられているとき、その力は一方的なものではなく、必ず両側に発生しているということになります。この原理を、作用反作用の法則と呼んでいます。

つまり、力っていうのは物体同士が接触して初めて発生するものでした。

さて、ここでニュートン先生の登場です。
ニュートン先生は、リンゴの木を眺めていました。そのとき、リンゴの実が枝から離れ、地面に落下しました。

(; ･`д･´)「力は物体同士が接触している点で発生する」のであれば、木から離れてフリー状態になったリンゴは、何者からも力を受けることが無いのだから、その場に留まっていなくちゃおかしいんじゃないの？

(; ･`д･´)なのに、木から離れてフリー状態のリンゴは、加速して地面に落下した。ということは、「接触していなくても、存在しているだけで力が発生してるっていうことじゃないか！」

はい、この

「接触してないのに、存在しているだけで力が発生している！！！！！！１」

ことに初めて気付いたのが偉大な業績なんですよ奥さん！（おぉぉぉぉ！と、スタジオのサクラがどよめく）

地球上では、原子（もっと厳密にいえば、質量）が存在しているだけで、その原子に対して地球が引っ張る力が働いています。
この、「質量が存在しているだけで力が発生する場所」のことを重力場と呼んでいるのです。

質量が存在しているだけで、その質量に対して地球が引っ張る力が発生している空間のことを「重力場」と呼ぶ　＼_(・ω・`)ココ重要！

今回はもう、「重力場とは何か」が分かって頂ければ、それで十分！という気になっているんですが、これを踏まえて電気に関する話を少しします。

重力場のように、「何かが存在していれば、それに対して力が発生する空間」って、とっても身近に存在しています。誰もが利用したことがあるはずです。

磁極が存在していれば、その磁極に対して力が発生する空間のことを磁場（または磁界）という。

そう、磁石です。磁石どうしを近づけると、接触していないのに力が発生します。これは、磁石が磁場を作り、その磁場の中に別の磁石を置くことで、非接触なのに力が発生しているという現象で、これを利用して冷蔵庫にプリントを貼るのに使ったりしているわけですね。
同様にして、

電子が存在していれば、その電子に対して力が発生する空間のことを電場（または電界）という。

わけなんですね。ここで「電子」と限定してしまうと電子ひと粒しか許されないような意味になってしまうので、

電荷が存在していれば、その電荷に対して力が発生する空間のことを電場（または電界）という。

という風にしておきましょう。
クーロンの法則

図1・実験で苦労して求めた、苦ぅ労んの法則の式

っていうのは、Q1とQ2の電荷を距離r離して置いたとき、それら相互間に働く力を求める式で、大勢の科学者がなんどもなんども実験を繰り返した結果導かれたものなのです。

話の流れとしては、クーロンの法則から電場の定義、そして力学的な仕事の定義と進んでいく感じになりますが、今回のお題は「重力場と電場・磁場」ですから、ニュートン先生の御退場と共に私もこの辺で切り上げることにいたしましょう。
うむ。大団円。

図2・豚（トン）の尻がニューっと出ているから、今日はニュートンの法則記念日。

以上。