宇宙はどこまであるのか

416 ：名無しって、書けない？：2018/02/08(木) 23:08:14.77 ID:oc87z1kG0.net

横に伸びる4本の黒線で挟まれた領域で考える。

図を見てもらえばわかるように、赤線で表している光の強さは距離の2乗に反比例する。
それと同じように、電荷がつくる電場Eも距離の2乗に反比例すると考えれば、E∝1/r^2（∝は∝記号）と表せる。

前までは光であった赤線は以下では電気力線であるとする。
領域内で、正電荷から出た電気力線が4本あるとする。
大きい四角錐から小さい四角錐を差し引いた立体図形において、
前面でinするのは4本で、後面でoutするのも4本で、その数は一致している。
当たり前じゃないか！と思うかもしれないが、実は当たり前のことじゃない。
次の二つが結びついてため、4本という数が一致するカラクリとなっている。
(1)距離が2倍になり面積が4倍になって電気力線密度が1/4倍になるということ。
(2)E∝1/r^2であるということ。

だから、三行目の物言いは誤りで、E∝1/r^2というのは揺るぎない原理で、それを言葉で言い表せば、
「光の場合と同じように、電荷がつくる電場Eも距離の2乗に反比例する」と言うべき。
（原理というのは自然の摂理が否応なくそうなっているのだから、それ以上さかのぼって説明できないしというものである。）（続く）