電磁波ってすげーんだな｜グローバル化さんの投稿-GRAVITY(グラビティ) SNS

電磁波ってすげーんだな
音波と違って疎密波じゃないから、媒質が無くても伝播によってエネルギーが移動できる。
しかもそのメカニズムが面白い。
波動方程式を導くのに、マクスウェル方程式を使うんだけど、
まず仮定が、電荷も電流も存在しない真空中なんだよね。
つまり、ガウスの法則は電場に関しても、磁場と同じように単独では存在しないということ。
▽・E＝0
▽・H＝0
になる。
あとは、ファラデーの法則とアンペール-マクスウェルの法則で
▽×E＝-dB/dt＝-μ0dH/dt ①
▽×H＝ε0dE/dt (自由電流はないからiは0) ②
これをどーたらこーたらで波動方程式になるんだけど、そこは一旦置いといて、
電磁波(光や電波などの波動)は、(ここでは)電荷や電流が存在しない真空中で、
始めにどこかで1つの電荷に動きがあったとする。
そしたら、電荷の動きは②より、電場の時間変化によって磁場を生み出す。次に①より磁場の時間変化により電場を生み出す。
これを交互に繰り返し、電場→磁場→電場→磁場→...(これを伝播と言う)とエネルギーの形を変えて移動していくんだ！それが光が進むメカニズムである！すごい！
ちなみに、この伝播によってエネルギーは失われることは無いので、この理想的な空間では理論上無限に電磁波は進んでいくことになる。
でも現実空間では、電磁波が通る道に、空気や水などの媒質があるため、エネルギーが失われていくんだよね。
でも、この仮定で示した理想空間に近い空間が現実にはある。
それは「宇宙」！
太陽で発生した電磁波は、太陽と地球との間は真空であるから何にも邪魔されずに8分という短い時間で地球に届くんだ！
だけど、音波は空気がないと伝わらないから、ビックバンが起きても、光しか観測できないんだ！

エネルギーの移動とはよく言ったものだ！光ってそういう風に進んでるんだな🚗³₃