力学 科学の構造
科学は「自然の解釈法」のひとつです。自然は生命にとって大切であるとともに脅威です。そのため、人は自然を理解したくなるよう、プログラムされています。ただし、自然は複雑すぎて簡単に理解することができません。空を見上げればどこまでも空が広がってい...
電磁気学
力学 
電磁気学 電磁気学① 電気と磁気
電気も磁気も、電子、陽子、中性子、光が持っている性質です。ここでは、光以外の、電子、陽子、中性子について考えます。電子は⊖で書きます。陽子は⊕で書きます。なぜ、マイナスやプラスの記号を使うのでしょう？電子と陽子は引き合います。電子と電子は反...
電磁気学 電磁気学② 構造
電磁気学には「学」がついています。「学」はひとつの理論を表します。そして、理論は以下の2つのことを満たしている必要があります。１．扱う現象の範囲を明確に規定している。２．一つの理論で使用される物理量も明確に規定されている。というわけで、電磁...
電磁気学 電磁気学③ 続・構造
次に、「電磁気学で扱われる物理量」が何なのか、について考えます。改めてマクスウェル方程式を書くと、\begin{eqnarray}\displaystyle \nabla \cdot \boldsymbol{D} &=& \rho \tag...
電磁気学 電磁気学④ 電場に関するガウスの法則
の話。\( \nabla \cdot \) は「ダイバージェンス」とよばれる演算の記号で、「発散」とか「湧き出し」を表現しています。そのため、は「電場が湧き出す現象」を表現しています。電場は電荷によって発生すると思われているので、以下のよう...
電磁気学 電磁気学⑤ 磁場に関するガウスの法則
つづいて、電磁気学の2つ目の現象、磁場についてです。対応する式はです。\( \nabla \cdot \)は「湧き出し」を表す数学的な記号なので、は「磁場が湧き出す現象」を表現しています。磁場の場合も電場と同様に、N極から湧き出し、S極に吸...
電磁気学 電磁気学⑥ ファラデーの電磁誘導の法則
「電場に関するガウスの法則」と「磁場に関するガウスの法則」は、それぞれ「電場単体」と「磁場単体」の性質を表現したものでした。電磁気学で扱われる4つの現象は、残り2つですが、その2つは共に「電場と磁場の相互作用」についての実験結果がまとめられ...
電磁気学 電磁気学⑦ アンペールの法則
電磁気学が扱う4つの現象、その最後が「アンペールの法則」です。この法則も「電場と磁場の相互作用」についての実験結果から得られています。この法則は、「電場が動くと磁場が発生する」という現象を表現しています。「ファラデーの電磁誘導の法則」と、あ...