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長岡洋介「電磁気学Ⅰ」の個人的まとめ

(整備中)

 

論理展開

1,電荷にはたらく力

電気的現象の理解と応用はここ1世紀のうちに一気に進んだ。現在では、電荷を担う電子や陽子なども見つかっている。一方で、電荷保存則が破れる変化は見つかっていない。電気と磁気にまつわる電磁気学の学習を始めよう。

クーロンは1785年、実験事実としてクーロンの法則を見つけた。クーロンの法則では力はベクトル和で重ね合わせが可能。

電荷の単位にはC(クーロン)が用いられるが、これはあまりに大きすぎる単位である。また、ガウスの法則の形を綺麗にするために、我々はMKSA有利単位系を採用する。MKSA単位系では、測定の容易さから基本単位は電流のA(アンペア)を用いる。

我々が普段認識している摩擦力は電子数の僅かな過不足にすぎない。また、クーロン力は重力に比べて非常に強い力。(重力が弱い)

ベクトルの和やスカラー倍、内積外積の説明。

ニュートンらは遠隔作用の力としてクーロン力や重力を捉えたが、ファラデーらは近接作用の立場に立った。この考え方はマクスウェルによってまとめあげられ、電磁場の基礎方程式や電磁波の存在の予言によって決定的な勝利を収める。現在では、近接作用に基づく場の考え方が一般的である。当然、本書も近接作用の立場に立とう。

 

2,静電場の性質