Helix World
電波の電界と磁界に関するつぶやき
− ８ 参考図 −
− ６ アンテナが発する磁界 − − １０ 挿入光源 −
− ４ 電波の受信 −
− ３ 電波の生成 −
− ２ 電波は移動する磁界 −
− １ 王様は裸 −
2022/10/10
＜ １ アンテナに供給される交流電流から 電波（移動する磁界）が生成される様子 ＞
図１は、前述の「電流の様子」に示すように導線を介してアンテナに流れる電流から磁界が発生し、
「電波の生成」に示すようにアンテナの周囲に発生した磁界が空間に伝搬する様子を示した図である。
当図の上段の図においては、導線を介してアンテナに供給される交流電流と、
当電流がアンテナを通過する過程で周囲に磁界を生成しながら消滅する様子を示し、
中段の図では、アンテナの周囲の空間に生成された磁界が後続の磁界に押されて アンテナから離れ、
遠方に伝搬する様子を コマ送りにして示した図である。
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「電波の生成」、「電流の様子」、「アンテナが発する磁界」に戻る。
＜ ２ 補足資料 − 縦波・疎密波 ＞
電流と同様の 縦波（固体や液体および気体中に形成される音波等の疎密波）について補足する。
図３と図４には、質量のある固体や液体および気体を媒体にする縦波の様子を示すが、
代表的な縦波(疎密波)である空気中を伝搬する音波においては、
空気の構成粒子（窒素分子や 酸素分子など）の振動（変位量・振幅・振動範囲）は小さく、
例えば、「啓林館高校」の
理科 物理? 第４部（波動） 第２章（音）「第1節 音波 (keirinkan.com)」によれば、
２０℃の空気中を伝搬する １０００Ｈｚ（波長 ０.３４ｍ）の音は、
１２０ｄＢの大きな音でも、変位量（振幅）は １１μｍ（移動範囲 ２２μｍ）である。
ちなみに、その時の音圧は ２８Ｐａ 、粒子速度は ６８ｍｍ/ｓと 記載されている。
したがって、構成粒子の振動範囲を実際の大きさに対応させると小さいので、下記図２に示すように、
先述したような振動模擬円を使用し、粒子の動作を大きく拡大して縦波（疎密波）の様子を見やすくして示す。
なお、当媒体を電子（質量あり）に置き換えれば、その挙動を電流の挙動に対応させられるが、
電子が負電位であるため、電流が流れる方向が、物理的な流れに対して逆方向になるので注意を要す。
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図３は媒体中を伝搬する縦波（疎密波）の進行波の様子を示す。
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縦波（疎密波）の進行波においては、質量がある媒体の流速が関わる運動エネルギと 密度が関わる圧力エネルギが、
同時に伝わってエネルギを伝搬している。
図４は媒体中に発生する縦波（疎密波）の定在波の様子を示す。
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縦波（疎密波）の定在波においては、質量がある媒体の流速が関わる運動エネルギから 密度が関わる圧力エネルギ、
あるいは、圧力エネルギから 運動エネルギへと エネルギの状態を交互にやり取りすることで、
エネルギを温存して振動を維持している。
＜ ３ 補足資料 − 横波 ＞
正弦波状に変化する様子が感覚的に認識されやすい横波（固体や液体の表面に形成される波）について補足する。
例えば水面の波のような、液体を媒体にする横波（表面波）の様子は、図５と図６に示すように、
上記縦波と異なり構成粒子の動きは大きく、それぞれの振動範囲に対応して粒子が運動している。
図５は液体の表面を伝搬する横波の進行波の様子を示す。
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横波の進行波においては、質量がある媒体の流速が関わる運動エネルギと、高さが関わる位置エネルギが、
同時に伝わってエネルギを伝搬している。
図６は液体の表面に発生する横波の定在波の様子を示す。
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液体表面の定在波においては、質量がある媒体の流速が関わる運動エネルギから 高さが関わる位置エネルギ、
あるいは、位置エネルギから 運動エネルギへと エネルギの状態を交互にやり取りすることで、
エネルギを温存して振動を維持している。