理系の雑学・豆知識

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電気の根本的な性質とは何か

電気の基本的な性質は電荷の働きですが、電荷を電子や陽子がなぜ持っているのかを説明するのは困難です。

電気の性質としては

一つ目 の性質
琥珀が軽いものを引き付ける現象で、電界(でんかい electric field)によって電気力を伝えることです。

二つ目の性質
磁石が鉄片などを引き付ける現象で、磁界(じかい magnetic field)によって磁力を伝えるのも電荷を持つ電子の性質(電子の自転:スピン )です。

三つ目の性質
電界と磁界の相互作用である電磁波(でんじは electromagnetic wave)である光や電波の性質です。

マックスウエルが、それまでの実験的事実に基づいて数学的に電気現象を表現したのがマクスウェル方程式で、当時まだ、電磁波の実験はされていませんでしたがこの式では電磁波の存在を示唆していました。このマクスウェル方程式によって全ての電磁気現象は理論的に説明されます。

静止している状態では、電界は電荷から放射状に広がっていて、磁場はループ状になって広がります。

 

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電流の変化があると、それによって磁界が発生し、磁界の変化があると、それによって電界が生じます。

さらに、磁界の変化によって生じた電界(変位電流)の変化によっても、磁界の変化が生じます。これは、電磁波の存在を示唆しています。

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