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理想的な誘電体が充填された無損失同軸ケーブルに左端から直流波をステップ関数的に入力する系に関して質問させていただきます。 電磁波の先頭部は誘電率の平方根の逆数倍だけ光の速度より遅くなり右へ進みます。この時電磁波の先頭部の誘電体部分は突然分極することになり分極電流がデルタ関数的に発生します。この分極電流に直流波の磁界Ｂがステップ関数的に作用して誘電体媒質を電磁波の進行方向に押す力を発生するのではないかと考えています。この時の力は伝送電力に比例し、かつ電気感受率Ｋの平方根にほぼ比例して大きくなるという結果になったのでおかしいかなと感じています。誘電体媒質を前方に押す力は分極電流密度ｄP/dtと磁界Ｂのベクトル積を体積積分して求めました。結果は以下の様になりました。（係数1/2はデルタ関数とステップ関数の積分です） Ｆ＝(1/2*光速ｃ)伝送電力Ｐ＊電気感受率Ｋ/(誘電率）^0.5 ここで誘電率の平方根はステップ関数の時間微分によって導出されたものであり電磁波速度の誘電率による低下を示しています。 この力の反作用を直流電源が受け取るとも分極電流が存在しない部分の誘電体が感じるとも思えません。どこで力のバランスが取れているのでしょうか。わかり易い解説をお願いします。

電磁波が垂直に完全導体に入射し反射する場合の金属が受ける 力を計算したいのですが、簡単な例として真空中でｔ秒間の長さを持つ矩形直流パルスを考えます。このパルスの電界をE(0)磁界をH(0)とすると金属に入射した時からt秒間金属表面の磁界は反射波を重ね合わせて２H(0)となります。この時間間隔表面電流密度Jは電界の方向でその大きさはJ＝２H(0)で表すことができます。この電流に働く金属面を押す力即ちローレンツ力を単位面積あたりF＝J*B(0)とすると　B(0)＝２uH(0)　ですから　F＝４uH(0)^2 　　　となってしまいます。飛んでくる直流パルスの単位断面積あたりの運動量は　ｔ・[E*H]/c^2＝ｔ・uH^2　ですからt秒間の力は２倍して２uH(0)^2 になるはずなのですがどこが間違っているのか教えて頂けないでしょうか。勉強不足でスミマセン。 よろしくお願いします。

理想的な誘電体が充填された無損失同軸ケーブルに左端から直流波をステップ関数的に入力する系に関して質問させていただきます。 電磁波の先頭部は誘電率の平方根の逆数倍だけ光の速度より遅くなり右へ進みます。この時電磁波の先頭部の誘電体部分は突然分極することになり分極電流がデルタ関数的に発生します。この分極電流に直流波の磁界Ｂがステップ関数的に作用して誘電体媒質を電磁波の進行方向に押す力を発生するのではないかと考えています。この時の力は伝送電力に比例し、かつ電気感受率Ｋの平方根にほぼ比例して大きくなるという結果になったのでおかしいかなと感じています。誘電体媒質を前方に押す力は分極電流密度ｄP/dtと磁界Ｂのベクトル積を体積積分して求めました。結果は以下の様になりました。（係数1/2はデルタ関数とステップ関数の積分です） Ｆ＝(1/2*光速ｃ)伝送電力Ｐ＊電気感受率Ｋ/(誘電率）^0.5 ここで誘電率の平方根はステップ関数の時間微分によって導出されたものであり電磁波速度の誘電率による低下を示しています。 この力の反作用を直流電源が受け取るとも分極電流が存在しない部分の誘電体が感じるとも思えません。どこで力のバランスが取れているのでしょうか。わかり易い解説をお願いします。

太陽をぐるっと回るぐらいの長距離電線に豆電球を何個か直列に繋いで 電池とスイッチを地上に設定して回路を作ります。そのときの電球のともる順番は良く議論されています。地球から遠くの電球ほど遅くその時間遅れは光の速度程度であると頭の中では理解しています。ところで電力はどこを伝わるかということについては何か測定結果などが報告されているのでしょうか。あるいは等価な回路系を作って空間の電力流を測定することは出来るのでしょうか。実験で検証されてないものは単なる解釈の段階だと理解しても良いのでしょうか。実験手法にお詳しい方または思考実験にお詳しい方のご提案ご見解をよろしくお願いします。

上野の科学博物館でふと思いました。子供が回転椅子に座って一輪車を軸を水平にして両手で持ちます。次に説明員の方が椅子が回らないように脚で抑えて一輪車を強く垂直方向に回します。次に子供がゆっくり回転軸を垂直方向に立てると椅子がくるくる回りだします。逆に傾けると逆回転します。 　私が分からないのは一輪車は軸受けの摩擦でいつか止まりますが子供が軸を傾けたからといって特に回転が弱くなるとか早く止まったとは感じなかったことです。（これはあくまで目視で正確ではありませんが） 　角運動量保存則から基本的な動きは理解できますが椅子と子供がくるくる回る回転エネルギーはやはり乗っている人が仕事をした結果なのでしょか。それとも一輪車の回転エネルギーが伝わっていくのでしょうか。椅子を回すトルクの方向には支える強い力は必要ですが仕事をしているようには感じませんでした。（実は私も子供の後乗ってみました。）どなたか経験された方エネルギーの源とその理由を教えていただけませんでしょうか。