Up 例:電磁波 作成: 2017-11-18
更新: 2019-06-15


    電磁波は,電場 (x軸方向)・磁場 (y軸方向) のつぎのような変化の繰り返し (振動) が,発振源になる:













    この変化が,z方向の隣接伝いで伝わっていく。


    これは, 「波」である。
    この波が,「電磁波」である:


    電磁波の波形の絵図は,3次元である。
    よって,波動表現は,時間軸が加わって4次元になる。
    波動を3次元の絵図に表したければ,電場の伝播だけを抜き出せばよい。
    電場の伝播は磁場の伝播を含蓄するからである。

    電場の伝播だけを抜き出すと:

    これを,つぎのグラフに表す:

    場所zの時間tの電場を \( \vec{E}(z,\,t) \) で表すと, \[ \vec{E}(z,\,t) = (E_x(z,\,t), \,0, \,0) \] であり,上のグラフは \( E_x(z,\,t) \) のグラフになっている。


    場所z=0での電場の時間的変化は,\( E_x(0,\,t) \) のグラフになる:

\( E_x(0,\,t) \)

    時間t=0では空間に波は現れていないが,以降の波の伝播を逆溯行するとき,つぎの波を潜在させていることになる──これを関数F(z) のグラフとする:

F(z)

    電場は,光速度cで伝わる。
    よって,\( z=ct \) の関係にある \( (z,\,t) \) に対し,\( E_x(z,\,t) = E_x(0,\,0) = F(0) = 0 \) である。
    したがって,\( E_x(z,\,t) \) のグラフが,つぎのようになる:

場所z固定 \[ E_x(z,\,t) = E_x \left( 0,\,t - \frac{z}{c} \right) \]
時間t固定 \[ E_x(z,\,t) = F( z - ct) \]