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アーンショーの定理(アーンショーのていり、)は、任意の電荷のない領域において静電場が存在するとき、その領域に荷電粒子をおいた場合、粒子は安定なつり合い状態を維持できないというものである。名称はによる。 これは電位 φ(スカラー量)が、先の任意の領域で、ラプラス方程式 : を満たす調和関数であるとき、その領域内で電位 φ は極大、極小を持たないということ(ただし、領域の境界は除く。また鞍点の存在は可能)を意味する。右辺が値を持つ場合はポアソン方程式と呼ばれ、この場合は領域内で φ の極大値が許される。 この定理は、静電場だけでなく磁石と磁性体のみからなる静磁場でも成り立つ。すなわち、アンペールの法則では磁場 の周回積分が積分路を貫く電流 に等しくなるが、巨視的電流が存在しない系では磁場 : はスカラポテンシャルを持ち、ラプラス方程式を満足する。 == 直感的な証明 == アーンショーの定理を、静電場を使い直感的に証明すると以下の通り。 いま、スカラポテンシャル場 φ があるとすると任意の点において電場 は : と書ける。考えている領域内のある点で φ の極大があったと仮定する。その極大点を取り囲む小さな閉曲面を考える。すると、その閉曲面近くの電場ベクトルは必ず閉曲面を内から外へ貫く。勾配 grad φ が φ の極大点近傍では極大点に向かうためである。 すると ガウスの法則 : より、閉曲面で ''E'' を積分した値が正の値をとり、内部には電荷が存在することになり仮定と矛盾する。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「アーンショーの定理」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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