Helix World
電波の電界と磁界に関するつぶやき
− １ 王様は裸 −
− ２ 電波は移動する磁界 −
− ３ 電波の生成 −
− ４ 電波の受信 −
− ５ 電流の様子 −
− ６ アンテナが発する磁界 −
− ７ 偏波と偏光 −
− ８ 参考図 −
− ９ 電気と磁気の力 −
− １０ 挿入光源 −
− １１ 電流と磁界 −
2022/12/01
 |
＜ 始めに ＞
電波は、電界と磁界が 対になって伝搬する・・・・それは正しいのか？
本「Helix World」は、「電波には電界がない」と、
マクスウェル（Maxwell）氏の鉄壁な方程式を刷り込まれた学識者には言えない一言を、
無垢 いや 無知な屁理屈オヤジが勝手につぶやくサイトです。
そう、かのアンデルセン(Andersen)童話の「裸の王様」（The emperor's new clothes）の中で、
なにも知らない小さな子供が
「王様は服を着ていない」（ 王様は裸だ ）（He has nothing on.）と言ったように。
電波において、電気力線で示される電界や変位電流の存在が疑わしいことを「電波は移動する磁界」、
電界や変位電流がなくても生成と受信ができることを「電波の生成」と「電波の受信」にて後述するが、
電波には電界がなく、永久磁石のような磁気エネルギ（磁界）が 流れるように移動するものと考えれば、
低周波の電波から 光、さらには 光子（フォトン）に至る、いわゆる電磁波を ひとつの考え方にまとめ、
電気力線（電界）や変位電流に縛られたことによる不明瞭な事象を見直すことができる。
また、強度の分布がドーナツ状で、偏光方向が位置により回転する「ベクトルビーム（光）」は、
後述の「電波は移動する磁界」および「偏波と偏光」に示すように、電波（光）のひとつの形態となる。
（ベクトルビームについては、広島大学・名古屋大学・分子科学研究所の広報
「世界初！ベクトル放射光ビームの生成に成功.pdf (hiroshima-u.ac.jp)」参照）
そして、小さな物体を動かす「光ピンセット」のレーザ光による「光圧」や、
ロケット（宇宙船）を飛ばす「ＥＭドライブ」の電波による「推力」も、
交流モータを回す回転磁界や リニアモータの推力となる移動磁界と同じような、
移動する磁界（磁気エネルギ）が発する力として考えることができる。
また、光子が顕在化されれば、光の 粒子性と波動性は、移動する磁界の様相で語られ、
メタマテリアルでおこる電波の不思議な挙動が、磁界では自然な振る舞いに観えるかも知れない。
さらに、光速移動する磁界強度を質量のように考えれば、「電流と磁界」に、後述するように、
質量がなくても 電磁波には運動エネルギに相当するエネルギがあるかも知れない。
なお、電子の存在が明らかにされたのは、
マクスウェル氏が 変位電流を想定して方程式をまとめた後である。
電子の挙動を基にして考えれば、交流回路における電流と電圧は、
伝搬方向に往復振動する電子による疎密波（縦波）が形成する状態を表すものであり、
導線の先に、アンテナやコンデンサのように直流的には絶縁された部品が接続されても、
その疎密波は伝搬し、導線には電子の振動が形成する電流が流れる。
したがって、電子の発見によって、変位電流は不要になったはずであるが、
かの方程式は見直されることなく引き継がれている。
曖昧なまま引き継がれてきた アンテナによって電波に変換される電流、そして、
横波（媒体が伝搬方向に対して直角方向に振動する波）として実体のない電流について、
「電波の生成」「電流の様子」「アンテナが発する磁界」「電流と磁界」に、後述する。
ところで、これまで、「電波には電界が存在する」と錯覚されてきたのは、
「電界のようなもの」が 棒や環状の導体（アンテナ）によって受信できたから かも知れない。
しかしながら、交番磁界が存在する空間において 導体のアンテナが受信して出力する電流には、
交番磁界が誘導する電流を含むため、導体のアンテナでは電界が単独で存在することを示せない。
言い換えれば、検出用に導体のアンテナを使用する限り、電界だけを検出するすべはなく、
電波の中に電界が存在することを示すことはできない。
棒や環状のアンテナが電波（交番磁界）を受信する様子は、「電波の受信」にて後述する。
最後に、上記のように 電波に電界がないのは、
遠方界（far field：λ／２π以遠、λ：電波の波長）であって、
電界が直接影響する近傍界（near field）においては、
各種方程式が示すように、電界の存在が無視できないことは付け加えておく。
＜ 依頼 ＞
お気づきのように、本サイトのつぶやきごとには 裏付けのない常識を逸脱した内容があります。
本サイトの内容によって何らかの影響がありましても、責任を負いかねますので、
本サイトの内容の是非 および、ご引用は、ご覧になった皆さま方の判断にゆだねます。
＜ 追伸 ＞
２０２１年の４月から公開しております本サイトのつぶやきごとには、
屁理屈オヤジの気まぐれで、内容の変更や、加筆修正をしております。
今後も 諸般の事情による撤回を含め、公開済の内容を変えることがありますので、
ご承知おきください。
＜ 連絡先 ＞
本サイトの管理人（屁理屈オヤジ）の連絡先は renraku@helix-oyj.com です。
当勝手なつぶやき事に対して、ご示唆、ご教授いただけるのであれば、
算式で導くより、図解等によって 解りやすく ご解示いただけたら幸いです。
・「電波は移動する磁界」 ＞