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マクスウェルの方程式

電気と磁気は似ていると思いますか。

違ってると思いますか。まぁね。似ていて違うし、違っていて似ている、といったところでしょうね。

クーロンの法則にしたところで、電気カも磁気カも似た表現で解説する。

でも磁石では、N極とS極とが必ずペアになって現われるのに、N極に対応するプラスの電荷とS極に対応するマイナスの電荷とはペアになって現われない。そこが違う。

でも、電気と磁気にはとっても密接な関係があるってことはエールステッドとファラデーの実験が明らかにした。

すなわち、エールステッドは、導線に電流を流すとそのそばに置いた磁針がふれることを見出した。

ファラデーは、それとは逆に、磁石を動かすと、導線に電流が流れることを見つけた。

以上の四つ、電気カおよび磁気カについてのクーロンの法則、エールステッドおよびファラデーの実験を取り込んでまとめられたのが、マクスウェルの電磁場の理論だ。

イギリスの科学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、電磁場の「場」という考えを世界で最初に持ち込んだ。

ニュートン力学が粒子の物理学であったのに対し、マクスウェルの電磁気学は場の物理学であった。

たとえば、空間のある一点にプラスの電荷を置くと、ない場合に比べ、まわりの空間が少し違った状態になる。

それを電場と呼ぶ。

マクスウェルのイメージはひどく具体的であった。その電場がハリネズミの毛のように立体的に四方八方に広がっている、というのだ。

同じように、直線電流のまわりには、木の年輪のような磁場がある、という。

マクスウェルの凄みは、さっき述べた四つの法則・実験を一連の方程式にまとめあげる際によく現われた。

その時、具体的なイメージをきっぱり捨て去り、冷たい美しささえ感じさせるほどの緻密きわまる抽象的な方程式に仕立て上げたのである。

「マクスウェルの方程式」と呼ばれている。

この方程式を数学的に変形して、”波〃をあらわす式をマクスウェルは導きだした。

電磁場の時間的変化が空間的に伝わっていくという意味で、電磁波と呼ばれるようになった。

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