理系の雑学・豆知識

物理、化学、生物、数学、地学、宇宙についての雑学・うんちく・豆知識・トリビアを集めたサイトです

電気の基本法則(電磁気学の基本法則)

熱電効果(ゼーベック・ペルティエ・トムソン効果)について解説

熱電効果(thermoelectric effect)は、電気伝導体や半導体等の金属中において、熱エネルギーと電流が相互に及ぼし合う効果のことです。 ゼーベック効果、 ペルティエ効果、トムソン効果の三つが熱電効果とされているものです。 ゼーベック効果とペルティエ…

マイケルソン・モリーの実験について解説

光源Sから発せられた光を半透明鏡Hに当てると、Hで透過した光線l1は鏡M1で反射してHに戻り、そこで反射して望遠鏡にに入る。一方Hで反射した光線l2は鏡M2で反射してHに戻り、そこを透過して望遠鏡に入る。HとM間の距離をLとする。そこで、l1とl2の干渉を望…

コンプトン効果・ コンプトン散乱

コンプトン効果(Compton effect) は1923年にアーサー・コンプトン(Arthur Holly Compton,1892/9/10-1962/3/15)によって確かめられました。 電磁波を物質にあてたとき、散乱してでてくる電磁波の波長が入射電磁波のそれより大きくなるという現象です。コン…

ヴィーンの変位則/シュテファン・ボルツマン則について解説

黒体(Black body完全放射体)とは、外部からの放射(電磁波)などのあらゆる波長の電磁波を完全に吸収する物体のことです。完全な意味での黒体(完全黒体)は現実には存在しないのですが、それに近い物質や物体は存在します。 黒体からの熱や光などの放射を…

超伝導現象とはなにか

超伝導 (ちょうでんどう Superconductivity)現象とは低温環境下である種の物質に生じる現象で、電気抵抗がゼロとなり、磁場を完全に排除(マイスナー効果)する現象のことです。 超伝導現象が生じる物質のことを超伝導体 (Superconductor) といい、超伝導状…

アインシュタインの式とはなにか

アルベルト・アインシュタイン(Albert Einstein)が考え出した公式は沢山ありますが、有名なものはE = mc2 エネルギーと質量の等価を示すアインシュタインの関係式。E = hν p = hν / c 光量子に関するアインシュタインの関係式。 ΔE = hν-W 光電効果に関する…

平行板コンデンサについて解説

電池(電圧V(V))に接続された面積 A(m2)の平板(導体)2枚を間隔d(m)で平行に向かい合わせ、2枚の平行導体平板の間にはなにも無い状態では、平板の片方には Q(C)の正電荷が蓄積され、もう一方の平板には Q(C)の負電荷が蓄積されています。 この平板と平板の…

静電容量について解説

静電容量(electrostatic capacity.capacitance) 定義静電容量は単位電圧(1ボルト)によって蓄えられた電荷です。記号は(C)、単位はファラド(F)です電気的に孤立した導体の静電容量を C [F] 、導体に蓄えられている電荷を Q [C]、 無限遠点を基準とし…

誘電率について解説

誘電率(permittivity) 電界は真空中では電界を伝える働きがあり、物質中では電界を伝える役割の他に、電荷の移動や電気双極子を回転させるなどの働きをします。これらの働きを定量的にしたのが誘電率です。従って、誘電率は物質(真空を含む)に固有の値で…

交流電気の実効値による表現

交流電圧又は電流の値のは変化しているので、その大きさを表現する方法として実効値(effective value)での表現方法があります。それは直流の電圧と電流を供給したときに発生する電力と交流の電圧と電流を供給したときに発生する電力(平均電力)が同じ値に…

位相(phase)について解説

多相交流・位相差 交流(Alternating Current, AC)は時間とともに振幅が変化し、流れの方向が変わります。その単位時間(1秒間)に変化する回数を表すのが周波数(frequency Hz) です。電流や電圧の時間的な変化の形状を波形(waveform)といい、その理想的…

角速度または角周波数

角周波数(angular frequency)は回転の大きさを表現するもので、角速度(angular speed angular velocity)ともいわれます。角度は1回転が360度ですが、国際(SI)単位では、1回転が2π(rad ラジアンradians )です。回転の大きさを表現するのに、1秒間に回…

マクスウエルの方程式とはなにか

全ての電気と磁気に関する現象(電磁気現象)はマクスウェル方程式によって理論的に説明されます。 電磁気現象の中でも、マクスウェルを世に知らしめたのは、電磁波の予言と、その理論的伝播速度が実験的に得られた光の速度(光速)と一致していたので、光も…

ビオ・サバールの法則とはなにか

磁界の方向はdlとP点を含む面に直角で画面の表より裏に向かう方向です。媒質の透磁率には無関係であるが、媒質としては均質等方性である必要があります。

ジュールの法則とはなにか

電流によって発生する熱の量は、流れる電流の大きさ(I)の2乗と導体の電気抵抗の大きさ(R)に比例する(つまりI2R)というものでした。これは「ジュールの法則」と呼ばれている法則ですが、電磁誘導による電流(交流)でも、この法則があてはまること…

キルヒホッフの法則とはなにか

(1)回路のある接続点に流入する電流の総和はゼロである。 (2)回路のある閉回路の電圧降下の総和はその閉回路の起電力の総和に等しい。 例題 電流I0の大きさを求める (1)式よりa点の電流は I-I1-I2=0 [1]b点の電流は I3+I4-I=0 [2]c点の電流は I1+I0-I3…

クーロンの法則とはなにか

クーロンの法則(静電気) 電気におけるクーロンの法則は,2つの電荷が静止している場合に,静電気力(クーロン力)の大きさ F は二つの電荷の間の距離 r の2乗に逆比例し,それぞれの電気量 q1および q2に比例する(→F=K(q1q2/r2),というものです.クーロ…

ファラデーの法則とはなにか

電極に析出する物の重量は電解質を流れた電気量に比例し、一定の電気量によって析出する物質の重量はその元素の原子量に比例し、その原子価に反比例します。 iW 金属の電解量(kg)、Z 金属の化学当量(kg/C) 電流(A)、t 時間(s)、M 原子量、n …

電気の基本単位の定義と実用標準

基本単位の定義 長さ 国際メートル原器は白金とイリジューム合金によるX形の断面形状をした金属の棒で、両端に細い線が引かれておりこの線の間隔を1mとする。 1960年から クリプトン(86)ランプが発する橙色のスペクトル線の真空中での波長の165万763.73倍 19…

電気の単位の接頭語・接頭語が示す乗数

別表第四 (第四条関係) 接頭語 接頭語が示す乗数 接頭語 接頭語が示す乗数 ヨタ(Y) 10の24乗 ゼタ(Z) 10の21乗 エクサ(E) 10の18乗 ペタ(P) 10の15乗 テラ(T) 10の12乗 ギガ(G) 10の9乗 メガ(M) 10の6乗 キロ(k) 10の3乗 ヘクト(h) 10の2乗 デカ(da) 10 デシ…

電気の単位の歴史年表

年 出 来 事 BC3000 深緑色の分銅と推定される石が見つかった(60進法か) 1670 フランスの司祭ガブリエルムートンがメートル法を認証した 1770年代 フランスのルイ16世は計量標準を、人類共通の普遍的なものに基づいて決めようとし、 1mは地球の子午線の長…

電気/測光に関する単位とその記号

電気に関する単位とその記号 量 記号 単位 名称 読み English 起電力(電位) V V volt ボルト electromotive force 電界の強さ E V/m volt/m ボルト/メートル electric field strength 電流 A A ampere アンペア current 抵抗 R Ω ohm オーム registance 電…

オームの法則とはなにか

電圧は電子を押し出す圧力に相当し、電圧が高いほど電流が多く流れます。抵抗は電子を流しにくくする働きのことで、抵抗の大きさは物質の種類に特有の値を持ち、通過面積に反比例し、長さに比例します。 V 電圧(V;ボルト) R 抵抗(Ω;オーム)、I 電流…

アンペールの法則を解説

アンペールの法則(Ampere's law) 1820年にフランスの物理学者アンドレ・マリー・アンペール (Andre Marie Ampere 1775/1/20-1836/6/10) )が発見しました。アンペールは実験で2本の電流のあいだに働く力を観測し、そして実験結果をアンペールの法則にまとめ…