電場とは

電界は、帯電した物体の影響範囲と見なすことができます。 電荷を持つものは、他の帯電した物体に影響を与え、影響を受けます。 2つの帯電した物体が互いに十分近くに配置されている場合、それぞれに測定可能な力が作用します。 場は理論的には無限に広がりますが、その大きさは逆二乗則に従って光源からの距離とともに減少します。 これは、距離が2倍になった場合、フィールドの強度が4で除算され、距離の3倍で、強度が9で除算されるということです。 したがって、遠距離ではフィールドは無視できます。

電荷は正または負である可能性があるため、電場はベクトル場です。つまり、電場には方向と大きさがあります。 2つの帯電した物体は、同じ種類の電荷を持っている場合は反発力を、異なる種類の電荷を持っている場合は引力を経験します。 電界で帯電した物体が受ける力は、F = Eqとして計算できます。ここで、Fはニュートン単位の力、Eはボルト/メートル（v / m）単位の電界、qはクーロン単位の電荷です。 この式は、電界の強さEをメートルあたりのボルトで表すように再配置できます。E= F / q。 これらの例は、小さな点のようなオブジェクトに適用されます。 より複雑な、または複数の荷電体の場合、計算はより複雑になります。

電界の方向は、電界に置かれた正の電荷を持つオブジェクトが電気力を感じる方向として定義されます。 したがって、同様の電荷が反発し、異なる電荷が引き付けるため、電界は正電荷から離れて負電荷の方向を指します。 同じタイプの電荷を持つ2つの物体の場合、それぞれが他の物体から遠ざかる方向の力（F = Eq方程式で計算可能）を経験します。 逆に、反対に帯電した2つの物体の場合、それぞれが他の物体に向かう力を経験します。

電界線は、正電荷から離れる方向と負電荷を指す矢印で描くことができます。 したがって、正に帯電したオブジェクトは、すべての方向に向いている磁力線で描かれ、負に帯電したオブジェクトは、磁力線が収束するように描かれます。 ただし、これは単なる慣例であり、特定の方向を指す物理的なものがあることを示すものではありません。

上記の電界の概念は、「古典的な」物理学の一部です。 古典的な記述は、日常のアプリケーションではうまく機能しますが、帯電した物体が互いに引き付けたり反発したりするときに実際に何が起こっているのかを説明しません。 量子電気力学（QED）として知られる量子理論の分野では、電磁力のキャリアである光子の交換に関してこれを試みます。