Macで楽しむ！Grapherで電場と電位を視覚化しよう（教師のためのMac）

サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。

Macユーザーの皆さん、実は標準アプリの中に面白いツールがあるのをご存知ですか？それが「Grapher」という3Dグラフを描くためのアプリ。これを使えば、数式を入力するだけで様々な形やグラフがサクッと描けちゃうんです。ちょっとした数学や物理の実験気分を味わえるこのツール、Geogebraを使ったことがある方なら、すぐに感覚がつかめるはず！

Grapherは、アプリケーションフォルダの中の、ユーティリティーの中に入っています。

このGrapherを使って、電場や電位のイメージを視覚化することもできるんです。じゃあ、早速ですが、突然クイズです！図のように、x軸上の原点を中心に等距離に置かれた同じ電気量の電荷があったとします。このとき、原点の電場はいくらになるでしょう？

この問題がすぐに分かった方は、頭の中で電位のイメージ図がしっかり描けているはず！例えばこんな感じです。

拡大すると…

こんなふうになります。原点、つまり中央部分をよーく見ると、電位の傾きがゼロになっているのが分かります。電位の傾きは、電場の強さを表すんですが、ここではその傾きがゼロ＝電場がゼロということなんです。つまり、正解は「ゼロ」でした！

さて、次はちょっと応用編です。今度は右側にマイナスの電荷を置いたら、電位はどう変わると思いますか？ちょっとイメージしてみてください。

正解はこんな感じ！

こうやって頭の中に電位のイメージが描けるようになると、電場の問題も数式を使うだけでなく、しっかりと理解できるようになりますよ。Grapherを使ってぜひ試してみてくださいね！

使い方はこちらの動画をご覧ください。

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