コイルによって鉄が磁化されるなどの単純な マクロな電磁現象は全てマクスウェル方程式で記述できますか？

コイルによって鉄が磁化されるなどの単純な
マクロな電磁現象は全てマクスウェル方程式で記述できますか？

例えば、交換相互作用などの量子力学的な効果を考えなくても問題ないのでしょうか？

質問者からの補足コメント

• b=μHなどの構成則も有るものとします。

    補足日時：2021/06/07 14:56

No.1 回答者： lv4u 回答日時： 2021/06/07 13:43

それらの単純なマクロな電磁現象も含めて記述したのが、マクスウェルの電磁方程式だと思っています。

ただ、鉄が磁化される話は別の理論だと思いますけどね。
そして量子力学的な話は考えないでいいと思います。

それまで考慮した方程式は、別にあったと思います。

この回答へのお礼

鉄が磁化されるのは別と言うのはどういうことですか？

マクスウェル方程式は材料中でも成立すると思いますが、どうでしょう？

お礼日時：2021/06/07 14:30

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/07 13:48

いいえ。

その他に、鉄などの特性値が必要です。
例えば、透磁率や保磁率など。

この回答へのお礼

マクスウェル方程式にはμもありますので、
材料データがある場合はマクスウェル方程式で記述できますか？

お礼日時：2021/06/07 14:29

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/07 15:02

No.2です。

> マクスウェル方程式にはμもありますので、
磁化曲線までは言及してはいません。

この回答へのお礼

材料データもあれば、記述できますか？

お礼日時：2021/06/07 15:11

No.4 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/07 15:23

No.3です。

> 材料データもあれば、記述できますか？
磁化曲線は数式化はできません。
目で読んで、目的に応じた値を使うだけです。

この回答へのお礼

仮に線形特性だとしたら式で表せるのでしょうか？

お礼日時：2021/06/07 15:36

No.5 回答者： finalbento 回答日時： 2021/06/07 15:27

鉄の磁化はそもそも「単純なマクロな電磁現象」ではなかったはずです。

鉄の物性にも関連したミクロな現象(∴マクスウェル方程式だけでは無理)だと記憶しています。

この回答へのお礼

マクスウェル方程式だけで記述できる電磁現象は真空の場合のみと言うことでしょうか？

お礼日時：2021/06/07 15:38

No.6 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/07 15:46

No.4です。

> 仮に線形特性だとしたら式で表せるのでしょうか？
線形ではなくても、数式で表せれば、特性式に組み込めます。

> 鉄が磁化されるなどの単純な　…電磁現象は
そもそも、この現象自体が単純な現象ではないのです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2021/06/07 15:56

No.7 回答者： finalbento 回答日時： 2021/06/07 19:15

お礼コメントにあった質問ですが、もちろん違います。

マクスウェル方程式に出て来るρ(電荷密度)やi(電流密度)は物質中のものも当然含みます。EとD、BとHを結ぶ関係式は

D=ε0E+P

H=(1/μ0)B-M

となります。

(P:誘電分極 M:磁化)

そしてEとD、BとHの間に比例関係が成り立つ場合には

D=εE H=(1/μ)B

となります。

この回答へのお礼

では、こちらの式で鉄の磁化を含んだ電磁現象を記述できるということですね。

お礼日時：2021/06/07 19:40

No.8 ベストアンサー 回答者： finalbento 回答日時： 2021/06/08 00:17

お礼コメントにあった質問についてですが、最初に書いたように「鉄が磁化される事」はマクスウェル方程式、と言うか古典電磁気学では恐らく説明できません。

ただし磁化された鉄についての電磁気現象についてはマクスウェル方程式で記述できるはずです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2021/06/08 00:26