■ちょっとした物理の質問はここに書いてね235■
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1. 教科書や参考書をよく読む
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3. 学生は自分の学年、物理科目の履修具合を書く
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5. 投稿する前に、ちゃんと質問が意味の通る日本語か推敲する、曖昧な質問文には曖昧な回答しか返せない
・「力」「エネルギー」「仕事」のような単語は物理では意味がはっきり定義された言葉です、むやみに使うと混乱の元
・質問に対する回答には返答してね、感謝だけでなく「分からん」とかダメOK
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＝＝＝回答者へ＝＝＝
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https://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/sci/1542896976/ タイトル、変わった？
物理の質問が書き込まれたら誰かが即答する
じゃなかった？ 電荷と電流が存在しない場合の電磁方程式は
divE=0
divH=0
rotH = ε'∂E/∂t
rotE = -μ0∂H/∂t
まだ理解できない人がいるので、分かりやすくするために誘電率をｋと書きます。
すると上式は
divE=0
divH=0
rotH = ｋ∂E/∂t
rotE = -μ0∂H/∂t
となります。このｋは光速と透磁率から定まります。
第3式は物理法則である「電場が変化すれば磁場が発生する」を表し、
第４式は物理法則である「磁場が変化すれば電場が発生する」を表しています。
第１式と第２式は、それぞれ第３式と第４式に必要な数学的条件ですが、実験により
成り立つことが確認されています。
つまり、第１式と第２式は数学的必要条件だけでなく物理法則でもあるわけです。
この４つの物理法則には、電荷と電流は含まれていません。
つまり、定数ｋは電荷と電流に関係ないのです。
このｋが、どうしてクーロンの法則の誘電率と一致するのでしょうか？
電場や磁場が最初に発生するときには電荷や電流あるいは磁石が必要ですが、
そこから離れた遠方ではそれらは関係ないのです。
関係なく「電場と磁場の相互作用」で電磁波は飛んでいくのです。
それが上の式なのです。
こんな簡単なことがどうして分からないのでしょう。
分かりますか？ 誘電率は、電荷と電磁波で果たして同じものなのか・・・
まずは透磁率をどんな値にしても、
クーロンの法則はそのままであることを示しましょう。
同じ２つの平行電流間に働く力は
F＝μ0・I^2/２πR
ここでR=1メートルとし、μ0は勝手に定義して4π × 10−7とし、
I=１アンペアと定めるとF＝2 × 10−7となります。
この力が働くIの大きさを数値的に１アンペアと定めるわけです。
ここで、両辺をa倍します。
aF＝aμ0・I^2/２πR
これは、透磁率をa倍にすると、Iをそのまま同じ数値にするには
Fもa倍にしなければならないことを意味します。
するとFをa倍にするには、Iの実際の量を√a倍にする必要があるということです。
そうしないと平行電流間の力はa倍にはなりません。
ただ、その数値は変わらないということです。
透磁率を変更しても数値的には１アンペアは同じ１アンペアの読みのままですが、
その中身の量は√a倍の違いがあるということです。
ということは、電荷量も√a倍になるということです。
同じ１クーロンでも、透磁率をa倍にしたあとの１クーロンは数値としては１クーロンのままですが、
その実際の量は√a倍になります。
分かりますか？ すると、クーロン力はどうなるでしょうか。
F=Q１・Q２／４πε0R^2
分子の電荷量は掛け算すると数値的にはそのままQ１・Q２ですが、
実際の量はa倍になります。１クーロンの中身の量が違うからです。
しかし、数値的にはQ１・Q２ままですから、Fはa倍にならずにおかしなことになります・・・
いえ、そんなことはありません。分母の誘電率が変更前の１／a倍になるから大丈夫なのです。
それは、C＝１／√（ε0・μ0）より
μ0をaμ0とすると、ε0は１／aε0としなければならないからです。
つまり、変更前の数値より１／a倍違ってくるわけです。
すると、クーロン力は分子の数値が変わらなくても（実際の電荷量は√a倍になっている）、
分母の誘電率の数値が１／a倍になるので、Fは数値的にも実質的にもちゃんとa倍になるのです。
このように透磁率を変更すると、
・平行電流間の力の大きさも変更され、
・電流と電荷量は数値的には変わらないものの、その中身の量は変更され、
・クーロン力の大きさと誘電率も変更されるが、「式自体は何ら変更されない」！
ということになるのです。
このように辻褄が合う・・・クーロン力の式が変わらない・・・のは、電流も電荷も
その力の式の分子の形が同じ掛け算になっているからです。
これは相対性理論とはまったく関係のない話なのです。
分かりますか？ 誘電率君なる人の指摘は実に正鵠を得ているよね。
実際、マクスウェル電磁気学において、２つの誘電率が同じ値ことは自明ではない。
あくまで、実際に測ってみて一致したから、同じ値だとみなしているに過ぎない。
重量質量と慣性質量が同じ値であることに喩えた人がいたけど、言い得て妙だ。 それと、
ローレンツ力が働くためには物性が必要であり、
必ず物質を流れる電流が必要である。磁石には磁化電流が流れている。
2つの電子ビームは物質を流れるものではないので
これらの間に働く力はローレンツ力ではなく、クーロン力しかない。
ローレンツ力は物性であると考えれば相対論的解釈はまったく不要なんだよ。
いい加減正しい物理に気づけサルどもが
くっくっく 素晴らしい考え方ですね。
ローレンツ力は物性ですよね。そう考えれば相対性理論はいりませんね。
止まっている人から見ればただの電荷、動く人が見れば電流。この発想がもともとおかしいのでしょう。
それらにローレンツ力が発生するかどうかは、物質を流れる電流がなければならない・・・とすれば解決しますね。
その物質に対して電荷が速度を持てばローレンツ力が発生すると。
見ている人は関係ないと。
だから電子ビームや単独陽子や単独電子の間ではローレンツ力は働かない・・・
電流や磁石などの物質で出来た磁場源があればそれとの間でローレンツ力が働く・・・
あまりにもすっきりした考え方で目からうろこです。 電荷が２つあり。
・止まってる奴が見ればクーロン力のみ。
・動いてる奴が見ればクーロン力とローレンツ力だが相対論で計算するとその和は静止時のクーロン力になる。
しかし、ローレンツ力には電流が流れる物質が必要だと考えれば
２つの電荷にはローレンツ力は働かず、もともとクーロン力しか働かない。
相対論というより、物質の存在を無視した20世紀物理学の落ち度やね。
電荷だけではローレンツ力は働かない、これがすべて。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
