磁場と電磁波

質問

磁場プラス電場で電磁波というところまでは理解できているんですが、「磁場」「電場」の具体的な意味を教えていただきたいのです
磁力、電力とはどうちがうのでしょうか？

回答No.2

piricara · ベストアンサー

「電力」というと、普通、電磁力とは違うことをさす言葉です。電気による力、出力の事ですね。

永久磁石を机の上におくと、近くにある磁性体をひきつけます。これは、永久磁石の「磁力」が作用しているからです。強い磁石をおくと、遠くのもの、重たいものもひきつけることができます。「磁力」が強いからですね。

磁力は、このように目に見えませんが、明らかに磁石の周りの空間にある作用を及ぼしています。この「磁力」を及ぼしている空間を、「磁場」といいます。

下敷きを擦ると、静電気がおきます。手を近づけるとなんだかビリビリします。軽い物をひきつける力もあります。髪の毛に静電気を起こすと、反発しあって逆立ったりします。まるで磁石に似ていますね。
このように、電気がたまっていると(溜まっている電気の量は「電荷」といいます)、周りの空間にある作用を及ぼします。この空間を「電場」といいます。

磁力の向きが交互に入れ替わっていると、近くの電線には、電気が発生します。つまり「磁力」が入れ替わると「電気」が起こる。そして、電線が無い場合でも、「電場」が起こります。
電場は磁力を発生させます。
最初は、どちらでもいいのですが、交互に入れ替わる電場 －＞ 交互に入れ替わる磁場 －＞ 電場 －＞磁場と鎖のようにつながった「場」が伝播していきます。これが電磁波ですね。

静電気のように、溜まってはいるが動かない電気の場合は「電場」を、流れている電流の場合は「電場」と「磁場」を発生させますね。

動いていない磁石は「磁場」を、動いている磁石は「磁場」と「電場」を発生させます。

お礼

大変役に立ちました、ありがとうございます

回答No.1

sanori

電磁波のイメージをお知りになりたいんですよね？
『「磁場」「電場」の具体的な意味』の説明にはなってないかもしれないですが、ちょっと解説してみましょう。

電磁波が、遠くの方からあなたの眼に向かって、正面から直進してくる状況をイメージしてください。

光は横波ですから、あなたの眼には、うちわをあおぐように、上下あるいは左右に振動している様子が見えます。（目には見えませんけど、イメージしてください）

仮に、電気が上下方向に振動しているとしましょう。
すると、その場合は必ず磁気は、電気に対して９０度違う、左右方向に振動しています。

また、電気が左右ならば、磁気は上下です。

それは何故かというと、数学的に方程式を解かなければならないのですが・・・

（下記リンクの式１ｂと２ｂ）
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F

イメージは下記です。

電気が動くと、その周りに電磁誘導で磁気が発生しますよね？　そうして生まれた磁気は、今度は、磁気の周りに電気を作ろうとします。

すなわち、電気と磁気がコンビを組んで、お互いに相手を振動させています。

電磁誘導やその逆において、電気と磁気とは、垂直方向になります。
それは何故か？
電磁波の話から離れて、例えば、コイルを巻いた中に鉄心を入れてコイルに電流を流すと、ぐるぐる電流が流れている中心の鉄心に、直進方向の磁気が発生しますよね？
すると電流と磁気との方向は、常に垂直になっていることに気づきませんか？
左手の法則とか右手の法則とか、学校で習ったとおりのことです。
これと同じで、電磁波は、電気と磁気が互いに垂直に振動しているのです。

蛇足ですが、例えば、太陽光は色んな方向の振動の光の集まりですが、光の１粒１粒は、上で述べた、一方向の電気の振動とそれに垂直な磁気の振動になっています。
これを「偏光」と言います。
世の中の多くの光は、沢山の偏光がごちゃ混ぜになったものなのです。

以下は、ちょっと数学みたいな話を。

電気と磁気とが垂直であることは、先程のリンクの数式でどのように表わされているかといいますと、「×」という記号です。
１ａ～２ｂの４つの式の中に、掛け算の記号みたいなものが２種類（「・」と「×」）ありますが、このうち、「・」の方は、数学の、div（ダイバーエンス）でして、「×」の方は、rot「ローテーション」に関係します。
このうち、「×」とか「rot」という数学表現が、電気と磁気とが互いに垂直に作用していることを示しています。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E8%BB%A2_%28%E6%95%B0%E5%AD%A6%29

お礼

ありがとうございました。ご好意感謝いたします