【高校物理】PhETでシミュレーション〜電場・電位の可視化〜

コロラド大学ボルダー校によるプロジェクト「PhET」では、インタラクティブなシミュレーションが数多く用意され、教科書だけではイメージしにくい内容を可視化されるため、とても有用なWebサイトです。 今回は物理の「電場」と「電位」の単元での利用法を紹介します。 URL:https://phet.colorado.edu/ja/simulations/charges-and-fields 正と負の電荷を自由に配置し、空間の各点における電場の大きさ（色）と向きを示してくれます。 試験電荷（センサー）を置き、電場を直接測ることもできます。 電気量は正負それぞれ１nCですが、同じ点に何個も置くことができます。 【変更できる表示設定】 ・電位の大きさを色で表示 ・値を表示 ・電場の方向だけを表示 ・方眼紙を表示 【アプリ内の測定機器】 電位計…空間の各点での電位を測定　鉛筆ボタンを押せば等電位線を自動で描画してくれます。 メジャー…距離を測定 私の活用方法 １　点電荷が作る電場と電位のグラフを作成 　メジャーで距離を測り、その点での電場の大きさと電位を測定すればグラフ化することができます。 ２　点電荷が作る電位の等電位線と電気力線の関係 　等電位線の幅が一定でないことと電場の大きさが距離によることが関係していることに気づき、等電位線と電気力線が直行することを学びます。 ３　複数の電荷が作る電場の電気力線と等電位線の関係 　等電位線を引き、各点の電場の向きに注意しながら、等電位線と直行するように電気力線を引かせます。 ４　演習問題のシミュレーション 　方眼紙とメジャーを駆使すれば、演習問題と同じ状況を作ることができます。 PhETは他にも素晴らしいコンテンツがたくさんありますので、授業で使用したものを紹介していきたいと思います。