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【SI?】電磁気学の単位系を考える【cgs?】
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0001ご冗談でしょう？名無しさん
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2018/10/20(土) 01:23:38.04ID:JxNAem+J
　来年（2019年）、SI単位系の大幅な改訂に伴い、質量の単位が130年ぶりに変更されるそうです。
そこで、昔からある困った悩みの種である、電磁気学の単位系の対立構造について考察しませんか？
0180ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/30(月) 15:38:40.30ID:???
>>178
殆ど中和されて気づかないが電磁気力は恐ろしく強い、静電気力の電荷は極わずか
カタツムリ速度でも莫大な数の電荷（電子）が動けば塵も積もれば山となる。
0181ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/31(火) 21:30:38.14ID:u06sc6a7
【磁場の変化は】《太田浩一を読む》【電場をつくらない】
　意外と２ちゃんねるで話題に昇らないのが、前々から不思議でならないのだが、
太田先生の教科書には、結構、論争を巻き起こしそうな、刺激的な(啓蒙的と言うべきか)内容
で溢れている。１つ２つピックアップしてみると、「…をアンペールの法則と比べて、電流が磁場をつくるように、

　　　「磁場の時間変化が電場をつくる」

と言いたいところである。実際多くの教科書でそう言っているが

　　　　　それは明らかに間違いっある。」(太田　2012,2000)
0182ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/31(火) 21:35:34.05ID:u06sc6a7
>>179
…んー、「無駄遣い」はお嫌い？
よーし、次回は「俺だけかよ」にしやう。
0183ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/31(火) 21:42:13.80ID:u06sc6a7
>>180
拾ってくれてどもおおきに。
このネタ、パーセルにも、フレンチにも、たぶんジャクソン等々…にも乗ってる、
そこそこ有名なありふれ小話なんだよね〜！
これまた意外と、知らない「相対論フリーク」が多い。
0184ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/31(火) 21:55:49.38ID:u06sc6a7
>>181
×：間違いっある。
○：間違いである。

　(続き)「…電場が磁場をつくったり、磁場が電場をつくるという表現は正しくない。」
0185ご冗談でしょう？名無しさん
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2019/12/31(火) 23:59:30.30ID:u06sc6a7
>>11
小出昭一郎
「量子論　(改訂版)」裳華房1990,1968
「量子力学　I (改訂版)」同　1990,1969
「量子力学　演習」同　1978

　すべてSI、一部CGS 併記、の折衷案採用のパターン。
0188ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/02(木) 15:01:00.54ID:???
>>181
>流が磁場をつくるように、「磁場の時間変化が電場をつくる」
実際に電磁場の数値計算はその原理をそのまま使って電磁場の時間発展を計算している。

電磁場の励起は電場、磁場どちらでもよいが、通常は正弦波振動電流で磁場を励起する
磁場の変化は直交する周囲の電場を作りその変化が磁場、電場と続いて3次元時間単位
の繰返し計算で伝搬する電磁場を求める、その場の比例定数が　1/μ,1/ε となる。
マックスウェル方程式が理解できて、PCプログラムが書ける人なら誰でできる。
0191ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 01:00:10.36ID:1z1ajtvf
>>188
ではひとつ、その数式をここで書き下しててみてください。
0192ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 01:31:04.14ID:1z1ajtvf
>>181
　では、>>181 のような人のために、もう少しだけヒント。

　３行上には、こんな〜：

「磁場が時間変化すれば、コイルの存在と関係なく、そこに電場が存在する。」さらに、

　「…同時刻の量の間に直接的な因果関係を求めることはできない。
電気信号は光速度でしか伝わらないのである。

　ファラデイの法則は、磁場の変化がある場所では必ず電場が生じている、
と言っているのである。」
0193ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 03:04:18.86ID:1z1ajtvf
>>181
【変位電流は】《太田浩一を読む》【磁場をつくらない】
　これまた目ん玉ひん剥いてケツの穴から手ぇ突っ込んでノドチンコガタガタ言わされる
くらい驚愕しそうな言明であります…！

　「…だが、変位電流という名前は歴史的なものである。
　電流と呼ぶことは避け、マクスウェル項などと呼ぶ方がよい。」

　「…において、「変位電流が磁場をつくる」などと考えてはいけない。」
　「…だが、これらの式は、EやBの源になりえない位置での量を積分しているから、
　電気信号が瞬間的に伝わることがないとする近接作用の考え方に反している。」
　「また、これらの式は現実の電磁場を解くのにも役に立たない。」
　「…数学的には正しい式であっても、必ずしも物理の内容に則した表現になっていないのである。」
0194ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 03:16:54.19ID:1z1ajtvf
>>192
訂正
×　>>181 のような人
○　>>188 のような人

　メガネ行方不明中なうw
0195ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 10:55:48.98ID:???
海底の光ファイバーの捩じれで地震が測定できるレベルだと結び目理論的な半分量子論にクビ突っ込んだ電磁気学の方が相対論に半分クビ突っ込んだ電磁気学よりトポロジスト的にも工学的にも妥当な気がする。
0196ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/04(土) 13:21:07.27ID:???
>>193
>EやBの源になりえない位置での量を積分しているから、
>電気信号が瞬間的に伝わることがないとする近接作用の考え方に反している。
アホだね

EやBの源である電荷、電流の位置での変化が、瞬間的に離れた空間位置に伝わらず、
有限速度で伝搬する。
離れた他の位置には伝わる前に形成されたEやBが物理的に実在し、その位置に有る他の電荷等と
瞬間的に相互作用する。それが近接作用の意味だ。
0199ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/10(金) 03:52:50.06ID:ZF50vhH1
>>192
ホント仕方ないなあ…では、第2ヒントですw

　「…だが準定常の場合、

　　　変位電流が磁場をつくらないことをプランクが証明した

ことは(内緒)で述べた。

　　　今日でも多くの教科書で見かける「電場の時間変化が磁場をつくる」

という誤解は(秘密)から出ている。」(太田　2012,2000)
0200ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/10(金) 04:18:50.27ID:aNkMYWBX
>>198
(A)【磁場の変化は】【電場をつくらない】
(B)【電場の時間変化は】【磁場をつくらない】
(C)【変位電流は】【磁場をつくらない】

　すべて正しいと思います。
0201ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/10(金) 04:26:25.75ID:aNkMYWBX
>>197
うわ…これ、これだよ！俺が欲しかったのは！

　入院のゴタゴタで、>>26 が行方不明なので確認のしようがなくて困ってたんだ…w
>>197 さんには大感謝！ありがとう！！
0202ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/10(金) 06:19:03.08ID:rwCtDmYN
>>197
んー、前々から、この問題って、

　　　　　　理学部vs工学部

間の、見解の相違って印象があったんだけど、まさしくそんな感じの「反論」つか反応があるみたいね。

　でも、場の量子論なんか、事実上、全部　Heaviside-Lorentz　一択じゃないの？
工学部ではどーなんだろ？………工学で場の量子論なんか、やらないか。
物性寄りだと使うのかね？場の量子論。
0204ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/12(日) 04:15:12.60ID:2MoiWXtA
>>203
教えてくれて蟻が十！

please see「このスレッドのタイトル」&>>176

ちなみにPeskin なんかもHeaviside-Lorlentz ね。
0205ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/14(火) 00:20:51.84ID:TZ+SmC+S
>>14
【参考資料】"The most visible change is the use of SI units in the first 10 chapter.Gaussian units
are retained in the later chapters,since such units seem more suited to relarivity and relativistic
electrodynamics than SI. As a remainder of the system of units being employed, the running head
on each left-handed page carries "-SI"or "-G"depending on the chapter."

(John David Jackson , Classical Electrodynamics 3rd.ed.)
0206ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/14(火) 00:33:57.50ID:TZ+SmC+S
>>205
【参考資料】"For many years Ed Purcell and I had a pact to support each other in the use of Gaussian
units.Now I have betrayed him! Although this book is formally dedicated to the memory of my father,
I dedicate this third edition informally to the memory of Edward Mills Purcell (1912-1997), a marvelous physicist with deep understanding,a great teacher,and a wonderful man. (ibid.)
0207ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/01/14(火) 00:42:31.50ID:TZ+SmC+S
>>205, >>206
ジャクソンの3rd.持ってるんだけど、前記と同様な事情で、確認の仕様がなくて困っていた所、
他所のスレッドでジャクソンの話題が！そうだ、ネットに落ちてるかも！とりあえずPreface の、

　　　　「ジャクソンとパーセルの、ガウス単位系を守る条約」

について語られてる部分だけ確認できました〜。
0208ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/14(火) 18:28:31.78ID:jy5CLttE
>>14
　「残る課題は、ジャクソンの後半のＳＩ化」と、北野先生は仰るが、>>205
を見る限りでは、ジャクソン本人は、どうもそれを望んでいないような気がするんだが…？
だって「十章以降の内容には、SIよりもcgs-Gaussの方が適切だから、あえてSIを採用しなかった。」
と書いてあるし。

　だいたい、SIで書いてある「場の量子論」とか「素粒子物理」とか「高エネルギー物理学」
とか「宇宙論」の教科書って、想像すら難しくないか？eVじゃなくてJ(ジュール)表記…w
そんなの見たことないんだけど、ひょっとしてあるの？

このあたり、佐藤先生のお考えを是非お尋ねしたいところ。
0210ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/01/15(水) 23:23:50.63ID:AmPtzA2Y
eVはSI併用単位でしょ
0211ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/16(木) 17:33:00.82ID:nCl84AWb
>>210
ああ、とりあえず使ってもいいのね。←eV

電磁気絡みんとこ、ＳＩで書いて、自然単位に…やっぱ想像できんわ。w

「ジャクソンの後半のＳＩ化」…やっぱこれも想像できん。
0212ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/16(木) 19:23:36.66ID:???
というか単位系の選び方に依存しないことこそがゲージ原理そのものだからなあ。
場の量子論な時点で単位系の選択で争うこと自体がナンセンス。
0214ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/01/17(金) 02:11:45.32ID:Ma60Cel1
それより誰か例えばSIを非有理化する時に件のSI本曰くクーロンの法則の係数から4πを消すのにε'=4πεとせずにq'=q/sqrt(4π)とするのか教えてくれ
実際高校物理等ではk:=1/4πεをクーロン定数として置いてるし前者の方が自然に思えるんだが
0217ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/06/27(土) 10:21:33.03ID:???
>>197
でも、北野は「新版 マクスウェル方程式」で、太田を「素晴らしいの一語に尽きる」と絶賛しているよ
最近考え方が変わったの？
0218ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/06/30(火) 23:12:11.18ID:eCN158vj
単位系の話するなら、佐藤文隆先生の単位本だけでなく　できれば北野先生の論文も読んだ方がいい
https://arxiv.org/abs/1305.1291
0219ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/06/30(火) 23:21:44.56ID:XL1krop6
>>217
素晴らしいの一語に尽きるけど、
SＩ嘗めてるのだけは許せん！だろ？
0221ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/01(水) 02:06:17.39ID:NjlHaEQV
古典電磁気学はわかってない人間の方が多いからな
0223ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/01(水) 16:25:59.02ID:Iq6GWJGl
>>222
？
0226ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/03(金) 23:12:46.85ID:???
>>224
書いてあることすべてが素晴らしい必要はないけど、
素晴らしいの一語で尽きているはずなのに、
>>197では悪い影響を与える本とされているよ
0227ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/03(金) 23:35:16.54ID:???
>>226
今の版は知らないけど
丸善版ではHとDは要らない
と書いてあったのがだめだといってるだけで
それを除けば素晴らしい本だ
でいいじゃん
0229ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/05(日) 21:47:53.50ID:q8VB2pvM
>>227
時代遅れなのがいるな。

　その点に関しては、青い本も、東京大学出版版も、
主張に変化はないよ。一貫してる。

　最大の変化は、今後の勉強用の参考書紹介に、
和書が一掃されたことだ。自分の本しか推奨してない。
0230ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/05(日) 21:49:28.84ID:q8VB2pvM
>>217
北野さんのそれでは、

　　　電気力線って、どーゆー扱い？
0231ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/05(日) 22:03:02.04ID:l4Ee9g1m
>>230
微分形式を成分の数によってベクトル場、スカラー場のいずれかと同一視したときに、
1形式を力線ベクトル場、2形式を束密度ベクトル場、また3形式を密度スカラー場と呼称している。
力線という言葉が出てくるのはそこだけ
0232ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/06(月) 01:17:05.42ID:JZaI0+fB
>>231
ありがとう！
あなた、電キリキ線スレでも、ただ一人まともなコメントしてた偉人だね。
友達多そう。だいたいここの連中は、友達できないようなのが、ぶつぶつぶつ！
0233ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/06(月) 01:20:51.48ID:JZaI0+fB
>>231
あれから電磁気学の教科書、かなり当たってみたけど、
力線に関しては、どの本もあっさり、さらっと触れる
だけで、ほとんどスルーに近いよね。そんなことより、
先に進め、他にもっと大事なことがあるだろう？とでも
言いたげな。

　逆にスルーできない連中は…ごめんなさいお婆さん。
0234ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/06(月) 03:05:11.35ID:eUd6ml2v
>>232
北野先生の本でも、力線ベクトル場は幾何学的イメージ的には
むしろ層密度ベクトル場と呼ぶべきだと注釈があるしね
0235ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/06(月) 20:55:58.73ID:L878Lo3B
>>234
やっぱ、ファイバー束とかSteenrodとか勉強した方がいいのかなあ…。
0236ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/06(月) 22:48:26.73ID:???
>>233
>先に進め、他にもっと大事なことがあるだろう
その通りだろ
ベクトル解析の教科書が普及してなかった古い時代の電磁気学の教科書のなごり。
>>235
古い時代のなごりをいまさら数学で正当化しようとする必要すらないだろう。
0237ご冗談でしょう？名無しさん
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2020/07/07(火) 07:11:44.50ID:???
ファイバー束とか現代幾何学の道具自体は勉強した方がいいだろ。
単位系も電磁気学も結局ゲージ原理の対象だろうし。
0238ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/07(火) 15:44:20.48ID:K10w0AQV
>>236
一番下の。

「古きを訪ねて新しきを」って言いますやん。ループ量子重力なんかに
応用、発展するんとちゃうのん？
0239ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/07(火) 15:48:42.85ID:K10w0AQV
>>237
そうですね。トポロジー界隈、流行ってそうだし。
チラ見してみたら、深入りして抜け出せなくなりそうで怖い。
0240ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/07(火) 19:15:31.88ID:LEv9GTcE
>>178
忘れてたけど、これ物理学的に本当だっての、
どれくらいの人間が理解できてるんだろうか…？
0250ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/09(木) 08:56:11.25ID:???
小宮山 進, 竹川 敦「いつまでクーロンの法則から始めるのか」大学の物理教育22(2016)p.75-78
https://doi.org/10.11316/peu.22.2_75

小宮山 進, 竹川 敦「このままで良いのか大学の電磁気学教育」日本物理学会誌72(2017)p. 422-426
DOI https://doi.org/10.11316/butsuri.72.6_422

単位も問題ですし、E-B対応が良いのかというのもありますし、マクスウェル方程式から始めるべきかというのもありますね。
0251ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/09(木) 21:57:44.56ID:dsravtjz
>>246
そうだ！北野がぜんぶSＩ化したの書けばいいんじゃん。
電磁気・場の量子論・素粒子・高エネルギー・・・・
0252ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/09(木) 22:00:29.99ID:dsravtjz
改めて問う！

>>241さんは、
>>178が
「正しいと思っている」
「間違いだと思っている」
どっちなん？www
0253ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/09(木) 22:09:17.93ID:dsravtjz
>>247
砂川のどれ？３種類あるぞ。
時間的効率も考えたら、
初心者向けには、岩波の演習本とペアのがいいと思う…
………でも、やっぱり内容が古いのよ。太田先生なら「あれは色々と物理的な間違いが…」
とストップかけるだろうし。そして太田先生の教科書は初学者向けじゃない(何より、演習レス
ってのは良くないと思う)し、北野先生からダメ出しかかるし。

…グリフィス？いやいやいや、これも北野クレームが…。
好評らしい東京図書のはどうなんだろ。←未読
0257ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/10(金) 22:48:37.77ID:jYCMLxYj
>>254
だから、どっちなん？
>>241 さんの判断としては？
0260ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/11(土) 19:51:08.70ID:???
E-B対応かE-H対応かどっちが正しいか
とかいうクッソくだらねえ議論は死ぬほどどうでもいいと思ってる
0261ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 00:23:14.54ID:Q9HIoPEd
EBが力場でEHが源場ってだけで、いつもEBだけ考えときゃいいってわけでもないしな
電磁波を考える際はEとH、BとDがそれぞれ自然な変数の組を与えるし、物質中では場と物質の混成波が伝搬する。
そんな状況をEとBだけで記述できるもんならしてみろって感じだわ。
0262ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 00:43:47.88ID:???
ローレンツ力はE-Bで記述されローレンツ変換で不変量
特殊相対性理論の電磁気学まで理解したいならE-Bの教科書になる。
0263ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 19:16:08.35ID:+Wivks01
>>260
ところが、物理屋にとってはスッゴク大事な問題なのです。
そして、ここはその物理屋の吹きだまりでござる。
0264ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 19:19:48.15ID:+Wivks01
>>241 は、
「お前以外全員」どうだと言っているのか？

A「お前以外全員正しいと判断している」
B「お前以外全員間違っていると判断している」
C「とても信じられないから思考停止している」
0267ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 23:49:24.86ID:R+dMA65E
>>253
失礼しもうした、岩波書店「物理の考え方」シリーズのを入れたら４種類だた。
0268ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/12(日) 23:50:51.49ID:R+dMA65E
>>266
空いてるスレは、親でも使え理論によれば、
３カウント以内はおｋ。
0271ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/13(月) 20:46:54.43ID:Fhw/5Sza
>>250
後藤尚久「電磁気学」電子情報通信学会編、コロナ社2002の査読委員のコメント：

「《ローレンツ収縮》については、大学のフレッシュマンのレベルでは
天下り的に認めるのが難しい学生もいるだろう。そうした学生には、

　実験事実としての《クーロンの法則》、《アンペアの法則》、《ファラデーの法則》の三つ
を基礎とし、それに天才マックスウェルのひらめきによる《変位電流》を加えた形の説明
がわかりやすい感じもする。」

　後藤尚久「なっとくする電磁気学の疑問５５」第８問題　いま大学で電磁気学を勉強
しているのですが、電磁気学という科目はなぜこんなに難しいのでしょうか？(p.38-39)より
0272ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/13(月) 20:57:51.72ID:Fhw/5Sza
従来の教科書は、>>271 という方針で執筆されてきたそうだす。

それに対して、後藤先生は、
「力学での万有引力の法則のように、

　　天下り的に認める重要な法則がクーロンの法則ただ一つだけ

ならば、電磁気学は論理的にわかりやすくなるだろう。

　　クーロン力とローレンツ力という二つの力をもとにして電磁気学は作られている

が、ローレンツ力はクーロン力から導出できる。」という方針に執筆されたのが
　後藤尚久2002「電磁気学」コロナ社　だそうです。
0273ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/07/14(火) 17:46:38.84ID:jL6GoNaN
>>270
たてえ立てたのが誰であろうと、
特別扱いは銅のヤカン！
0276ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/08/01(土) 20:54:10.30ID:7HKB8xKm
>>275
じゃあ、学ぶ本は？
0278ご冗談でしょう？名無しさん
垢版 |
2020/08/04(火) 00:42:18.55ID:UNWN4C47
>>277
フリードリヒ・W・ヘール　ケルン大の先生？
1-461-2659-00
専門は…相対論とか数値計算と可視化あたりなの？
面白そうですね。…でも高いよ〜！

何じゃこの'Echt und falsch'ってのは？同性同名？
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