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マックスウェル方程式から電場と磁場の波動方程式を求めるとき、まずこの部分が分かりません。

gooドクター

A 回答 (7件)

電荷や電流が単独で存在する事はありません。

実際に存在しているのは「電荷を持つ粒子」「電荷を持つ粒子の流れ」です。粒子が存在しているわけですから、そう言う意味では「真空」とは呼べません。「真空中では電荷も電流も存在しない」と言うのは恐らくそう言う意味ではないかと思います。
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ある意味で「禅問答」ですか?



何もない状態を真空と呼ぶ。
しからば真空の空間には何が存在するか。何も存在しない。
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真空は「物質」が存在しない空間なので電荷も有りません。


電流は正確には
①電荷の流れとしての電流
②電場の変化としての変位電流
が有りますが、①は真空に電荷がないので無いです。
②は真空にも存在します。マックスウェルの方程式を
学習しているなら、①と②が式中で同じ効果を担っていることが
解ると思います。

②が有るので真空中でも電磁波が存在出来ます。
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No4さんのおっしゃるとおりです。


物理学では理想状態を前提として考えます。

そもそもなにもないから「真空」と定義しているのです。
電荷と電流があれば、それだけで真空とはいえません。
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誤解しています。



真空管がそうであるように真空中であっても電荷を持った粒子を移動させて電流を作り出す事はできます。

さて物理学の基本ニュートンの法則 F = m a を考える時に、空気抵抗であるとか、コリオリ力とか、そういった現実的ではあるが複雑な要素を全て無視して、簡単化して考えますね。

電荷の存在しない真空というのも、そういう簡単化した条件です。
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そんなことはありません。


真空中でも電波は通します。
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真空とは何もない空間のことですから。


なお、真空中に電荷や電流を置く(?)ことはできますが、指摘の場
合は何もない、という条件を設定しています。
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