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1150527229

2024/12/18 1:03

22回答

電場と磁場の波って球状に広がっていくのですか？

電場と磁場の波って球状に広がっていくのですか？

物理学・33閲覧・xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">25

回答（2件）

seniorFXer

2024/12/18 15:12

電磁場は（電場と磁場は）球状に広がる場合もありますが、 状況や発生源によって異なります。 点電荷から放射される電磁波は、 その波は空間中に球状に広がります。 この場合、エネルギーは距離の二乗に反比例します。 （逆二乗則） アンテナのように特定の方向にエネルギーを集中させる場合、 電磁場は球状ではなく、 特定の形（たとえばビーム状）で広がります。 指向性の強いこの様な放射は通信技術やレーダーに利用されます。 電場と磁場の構造 電磁波は電場と磁場が互いに直交し、 かつ進行方向とも直交した波として広がります。 このため、球状に広がる場合でも、 波動の局所的な性質は方向性を持っています。 媒質や障害物が存在する場合、 電磁波の広がり方はその影響を受けます。 反射、屈折、回折などが起こり、 広がり方が球状から変形することがあります。 電磁場が球状に広がるかどうかは、 発生源の性質や周囲の環境に依存します。 理想的な点状の発生源からの放射では 球状に広がることが一般的ですが、 実際の環境ではこれにさまざまな要因が影響します。

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コンニャク天使

2024/12/18 9:46

「球状に広がっていくのですか？」 ほぼ、そう考えておいてよいと思いますが、いろいろ、条件や違いで、知っておくべきことがあります 電場や磁場、まとめた言い方では「電磁場（≒光や電波なども仲間）」の広がり方は、地球や星の重力と似ています まず重力についてみておきましょう 重力は、ほぼ平な面なら、真下方向に引かれます。 電磁場には、＋と－、Ｎ極とＳ極があるので、引力と斥力（せきりょく）があるので、引くのと反発するのがありますが、やはり、平らなら、真下に引くか、真上に反発します しかし小さな１点の重力や、大きくても、太陽を遠くから観察するとき、重力は距離の二乗に反比例して減っていきます。 重力の力は、点に見えるものにとっては、球状に広がっていくのです たぶん、重力の力も「重力子」のような「真っすぐ飛ぶ小さな素粒子」が伝えているので、距離が増えれば、だんだん素粒子は薄まっていき、距離だけに反比例して球状に伝わっていくのだ、と考えてよいでしょう 電磁気の力も、光子という素粒子が伝えるので、点からでた電場や磁場、もしくは、とても遠い場所にあるものからの電場や磁場は、球状にひろがっていくと考えていいでしょう ただし、１個の分子から、光子が１個とか２個とかでてきて、とても少ない弱い電磁場のときは、ある光子は、上、別の光子は右とか・・・いろいろバラバラの状態になりますから、「電場の方向を平均すると、球状に広がっている」のだと考える方が、正しいかもしれません また、電気製品のごく近くや、アンテナの近く、また、大きな磁石のそばでは、まだ球状には広がりません デレビの左からきた電場、右から来た電場、などなどが、互いに入り混じっている状況ですから、とても複雑な状況です アンテナからでてくる電磁場も、遠くからみれば、距離に反比例して弱まります ただ、アンテナは、ある方向に強め合うように設計されてますから、前の方句には強いけど、横の方向には弱いような分布が生じます 観察される電磁場は、物体の色々な点から出た電磁場の集まりなので、一つ一つの点からは球状に広がっても、物体の近くでは、物体の形の影響で、いろいろな分布をしている、と考えることができると思います