전자기학
영상법
위치에너지
2010.5 기출
무한 평면도체에서 r 떨어진 전자 e의 위치에너지는?
- ① \(\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0 r}\)
- ② \(\frac{e^2}{8\pi\varepsilon_0 r}\)
- ③ \(-\frac{e^2}{8\pi\varepsilon_0 r}\)
- ④ \(-\frac{e^2}{16\pi\varepsilon_0 r}\) 정답
📖 해설
정전계 핵심
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
영상전하 위치에너지 \(W=-\dfrac{e^2}{16\pi\varepsilon_0 r}\).
쿨롱 \(F=9\times10^9\dfrac{Q_1Q_2}{r^2}\), 전계 \(E=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r^2}\), 전위 \(V=\dfrac{Q}{4\pi\varepsilon_0r}\), 용량 \(C=\dfrac{Q}{V}\), 에너지 \(W=\tfrac12CV^2\), 경계 \(E_{1t}=E_{2t},\ D_{1n}=D_{2n}\).
풀이
영상전하 위치에너지 \(W=-\dfrac{e^2}{16\pi\varepsilon_0 r}\).