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(148) 電磁気的振動
もうもう
2005年04月30日(土) 12時24分

ツリーを変えました。

空間の電磁気的振動ということですが、

例えば、電磁気的振動が無い空間というのが
存在してもいいわけで、この空間に電磁気的振動を起こしているのは何なのかは、
判っているのでしょうか?

とにかく空間にはそういう性質があるのですが、電磁気的振動が無い空間が仮にあったとして、その空間とわれわれの電磁気的振動がある空間とでは何がどう違うのか?
という点が今度は新たに気になります。



(152)  (Re:148)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月01日(日) 08時38分

>電磁気的振動が無い空間

=物理的真空.



(153)  (Re:152)
Re:電磁気的振動
もうもう
2005年05月01日(日) 10時16分

えー、その、

電灯のスイッチを入れると電球が灯り、
明るくなるわけですが、電球を中心として、周囲の「空間」に電磁振動を起こしているわけですが、

空間が電磁振動を起こす性質があるという
ことは判るのですが、これは、

1.空間そのものが電磁振動を起こしている。

2.何らかの素粒子同士の相互関係の結果、空間に電磁振動が発生しているように見える

のどちらなんでしょうか?

わたしはまだ、よく理解できていないのですが、・・・
素粒子と呼ばれるものは、物質といえるのかどうか。
こちらでの一連のコメントを拝読していて、クオークはもうエネルギーそのものであって、直径と体積を有するような物質としての存在ではないのではないかと思うようになりました。

もし、素粒子が物質ではなくエネルギーだとすると、この電磁振動を起こす空間も
何らかのエネルギーの振動ではないのかな
とも考えます。

空気中の湿気が気圧が下がると湿気として保てなくなるのと同じで、この空間中のエネルギーが空間膨張によりエネルギー形態を保てなくなり、この世に現れたのが素粒子ではないのかなあという、
そんなイメージ、捉え方をしていますが、
如何でしょうか?



(155)  (Re:153)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月01日(日) 10時45分

おそらく,物理的真空,というものがとても理解しにくいものだ,ということが仰る不可解さの理由だと思います.

このように考えてみたらどうでしょう.

まず,黒板のような平面を考えてみてください.そこに三角形や円のような図形を描いてみてください.さて,この三角形や円は,黒板の平面の一部なのでしょうか.それとも黒板の平面とは全く違うものなのでしょうか.

どうしてもわからないなら,そこで,円や三角形なとの図形を消去してみてください.そこにはいったい何が残っているでしょうか.

真空とは,あらゆる物質の全く存在しない場所です.しかし,真空といいましても,全く何もないわけではありません.真空にも,ちゃんとした「場」所があるのです.



(158)  (Re:153)
Re:電磁気的振動
イルカ
2005年05月01日(日) 12時11分

もうもうさん、イルカです。

 最初に、重力のことはイメージできていると言うお話でしたが、そのイメージとかを教えてください。電磁気力も同様に説明すればよいだけかもしれませんね。(ただし同じような図はかけません)


>1.空間そのものが電磁振動を起こしている。
>
>2.何らかの素粒子同士の相互関係の結果、空間に電磁振動が発生しているように見える

 まったく両方です。ひとつの現象をある側面で眺めているにすぎません。

 電球ではなく、同じ電磁波を発生する・・もっとわかりやすいアンテナを考えて見ましょう。(電球も小さなアンテナがたくさん含まれていると考えればよいので)

 アンテナ内を電荷が移動すると、それが周囲の磁場を変化させます。その磁場の変化が電場の変化を引き起こします。(フレミングの法則)
 上の図は、以前に作成した垂直アンテナから輻射される電磁波(=波長の長い光)のイメージ図です。
 波として考えた場合、電場の変化が周囲の磁場の変化を誘導し、磁場の変化が電場の変化を誘導して周囲に伝播していきます。

 一方、これを波の性質に注目して考えた場合(通常は電波のような対象にはしないですが・・)アンテナの長さが電磁波の波長の½波長(½λ)を電波の光子の大きさとして考える事ができます。それが膨大な数重なり合っていて、周囲に広がっていきますが、一つ一つの光子の大きさは変化しなくて(重なり合っている)密度が減少していきます。(通常の粒子と異なり、周囲に同じ確立で存在しうるのですが、受信アンテナで受信された瞬間に、それ以外の場所におけるその光子の存在確立はゼロになります。)

 ひとつの光子は、その大きさよりも小さな間隔で空いたスリットを通り抜けて自分自身と干渉することができます。・・なかなか理解できないでしょうが、無理やりイメージ化するとこうなると言うだけです。これが限界。

 より具体的なイメージは、電磁気学や波動方程式、量子論を学べば掴めるでしょう。

____________イルカ_________________



(159)  (Re:158)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月01日(日) 12時26分

>>1.空間そのものが電磁振動を起こしている。
>>
>>2.何らかの素粒子同士の相互関係の結果、空間に電磁振動が発生しているように見える
>
> まったく両方です。ひとつの現象をある側面で眺めているにすぎません。

1も2も,「エーテル」を認めることになりませんか.時空間「そのもの」が振動するんじゃなくて,時空間「上の」電磁場が振動する,と場の理論では考えませんかね.



(175)  (Re:159)
Re:電磁気的振動
もうもう
2005年05月01日(日) 21時46分

このあたりの捉え方に苦慮しております。

空間の電磁場が振動する。

電磁場は何によってもたらされているのか?

空間にはまったく何も無いのか?
何かあるのか?

電磁場があーる!
ということだと思いますが、
電磁場という概念は判りますが、
電磁場が振動しているときと、そうでないときとでは、空間の何がどう変化しているのか?

先に、「電気的振動」と言われましたが、
空間が電気を帯びているのでしょうか?
もし、そうだとして、電気を帯びるというのはどういうことなのか・・・

ほんと、想像するのが困難です。

変な喩えなんですが、
水面に波が立っていて上からガラス板を近づけると、波があたったところはガラスの色といいますか、目には明らかに違って見えます。

それと同じように空間の背後、裏に何かがあって、それが波立ってわれわれの世界に接触することによって、そこだけが光って見える
なんてことを想像したりもします。

電気が流れるということは、導体中の自由電子が移動あるいは振動することですが、
空間には光子が満たされていて、それが振動を起こすと考えられているのでしょうか?



(176)  (Re:175)
Re:電磁気的振動
金閣寺
2005年05月04日(水) 00時53分

はじめまして、金閣寺です。

>電気が流れるということは、導体中の自由電子が移動あるいは振動することですが、

電子は波動としての性質も持っていて、波動として振舞うこともあるだけで、電子が振動するというのは少し違うと思うのですが。

>空間には光子が満たされていて、それが振動を起こすと考えられているのでしょうか?

光子とは、光そのものですから、それが空間を満たしているというのは違うのではないかと思います。
TOSHIさんの説明と重なるようにも思いますが、電磁場は波動方程式を満たすので、電磁場の波、すなわち、電磁波は伝播します。光は電磁波の一種ですから、光も伝播します。
光が伝播しないのならば、電磁場が波動方程式を満たさないときなのでしょう。しかし、電磁場が波動方程式を満たさないときというのが、どういうときなのかは、僕のような落ちこぼれの学部生には説明できません。この部分は僕もどなたかに説明していただきたい。



(181)  (Re:176)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月07日(土) 10時37分

>電子が振動するというのは少し違うと思うのですが。

交流などの場合は,電子が行ったり来たり,つまり,「振動」しませんか?



(177)  (Re:175)
Re:電磁気的振動
イルカ
2005年05月04日(水) 12時34分

もうもうさん、イルカです。

>電気が流れるということは、導体中の自由電子が移動あるいは振動することですが、

 この誤解が根底にあるのかも。

 電子が移動すると電流が流れますが、電流が流れると電子が移動するとは限りません。

 乾電池に銅線をつないだ程度では、電子は数センチしか移動しなくても、電流は導体の端から端に瞬時(導体内の光速)に流れます。

 電圧が変化すると電場の変化が瞬時(光速)に周囲に伝わり、電子(など電荷を持つもの)がそれに引きずられて移動をはじめるということです。

 理科に図があります。


____________イルカ_________________



(180)  (Re:177)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月07日(土) 10時34分

>電子が移動すると電流が流れますが、電流が流れると電子が移動するとは限りません。

電流とは「電・荷」をもつモノ(電子,陽電子,陽イオン等の物理的「実体」)の移動です.それ以外の電流はありえません.

>電流は導体の端から端に瞬時(導体内の光速)に流れます。

これはいくらなんでも嘘でょ.電荷をもった物体(電子にせよ,陽イオンにせよ)「いきなり」光速に流れるようなバカなことはありません.

電圧の変化は導体の中を光速で伝わるだろう→電圧の変化が伝わってきたた場所で電荷がゾロゾロと移動をはじめるだろう→それらの電荷の変異が衝突などで熱平衡に達したところで定常電流になるだろう.(「実際の」電荷の移動速度自体は,光速に比べると「非常に」遅い).



(189)  (Re:180)
Re:電磁気的振動
BASiCK
2005年05月30日(月) 20時13分

>>電流は導体の端から端に瞬時(導体内の光速)に流れます。
>
>これはいくらなんでも嘘でょ.

 嘘と言うよりも、イルカさんは「電流」という言葉をエネルギーの流れという意味でお使いなんですね。一般的には悟空 さん御指摘の通り、「電流」とは「電荷の流れ」の意味で使いますから、ちと普通の使い方からははずれているとは思います。



(191)  (Re:189)
Re:電磁気的振動
BASiCK
2005年06月01日(水) 20時51分


 とは言うものの、交流の場合に発電所から消費地へ向かうエネルギーの流れを「電気の流れ」と言ったりはしますからね。これは吾空さんもイルカさんも御承知の通り、電圧変化の移動、すなわち電線の中の波が運ぶエネルギーの流れであり電荷そのものの流れではありませんから、物理でいう「電流」ではありません。



(193)  (Re:191)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年06月04日(土) 14時21分

>電線の中の波が運ぶエネルギーの流れであり

というより,電子やイオンなどの「多くの荷電粒子たち」や,電磁場の実体である「多く光子たち」など,物理的な実体たちの「集団の運動」を,「電磁波」として表現しているのであって,エネルギーが「波(それ自体)として」流れているわけではありませんでしょう.



(192)  (Re:189)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年06月04日(土) 14時20分

>イルカさんは「電流」という言葉をエネルギーの流れという意味でお使いなんですね。

それだともっとヒドイ話ですよ.エネルギーが「イオン」や「電子」や「光子」といった物理的実体とは全く無関係に「流れる」ハズがないでしょう.



(182)  (Re:175)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年05月07日(土) 10時37分

>空間の何がどう変化しているのか?

重力による以外は,空間それ自体はまったく変化しない,と考えられています.



(190)  (Re:175)
Re:電磁気的振動
BASiCK
2005年05月30日(月) 20時25分

>それと同じように空間の背後、裏に何かがあって、それが波立ってわれわれの世界に接触することによって、そこだけが光って見える

 そのイメージで良いですよ。裏にある何か、というのがすなわち「電場」および「磁場」と呼ばれるもので、我々の目には見えません。しかし、「電場」が電子などの電荷を持つ物体に触れると、その物体は力を受けて動き出します。これがもうもうさんのイメージでの「光って見える」に相当するのだとお考え下さい。実際には電子も目には見えませんので、例えばアンテナの金属中を電子が動き、その動きを電流計の針で検知することで電磁場の存在がわかるわけです。これは波長の長い場合で、赤外線より波長が短いような電磁波だと、こういうわけにはいきませんけどね。

 水面の波は目に見えますが、もしもそれが見えないと想像してみたらいかがでしょう。そして水面に浮かんだ船や木の葉の動きだけが見えていると想像するのです。



(194)  (Re:190)
Re:電磁気的振動
悟空
2005年06月04日(土) 14時22分

>裏にある何か、というのがすなわち「電場」および「磁場」と呼ばれるもので、我々の目には見えません。

「光」とはそもそも,「電場」と「磁場」の運動ではないでしょうか.つまり,電場も磁場も,荷電粒子をそこに持ってきたり,そこで運動させたりすれば,「測定することができる」のですから,広い意味は「見る」ことができるのです.

物理学では,物理学の対象とする事象の「裏にある」とされるような神秘的な実体などは,一切仮説してはならないのです.


>水面の波は目に見えますが、もしもそれが見えないと想像してみたらいかがでしょう。そして水面に浮かんだ船や木の葉の動きだけが見えていると想像するのです。

これも誤解を与える表現です.電磁場の振動であり波でもある「光」そのものが,私たちにモノが「見える」ことの原因なのですから.





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