波動方程式

891「今年もよろしくお願いします。」

LNG「誰に対して言ってるの？」

891「早速だが、前回のレポートに積み残しがあった。」

LNG「マクスウェル方程式４つは大ざっぱに分かったね。」

８９１「下の、波動方程式をみてみよう。」

 

【レポート】

 

891「というわけで、後半に出てくる波動方程式を考える。」

 

 

 

LNG「波動も、よくオカルトでも出てくるね。」

891「単に、ここでは振動するもののことで、振動するものは基本的に同じような形の波動方程式で表すことができる。」

LNG「よくわからないけど、先に進んで。」

891「何がしたいかといえば、法則はたくさんあると煩雑だからまとめたいわけ。マクスウェルをまとめると、上の波動方程式が出てくる。」

LNG「まとめるっていっても、どうやるの？」

891「ナブラを使う」

 

LNG「んーと、マクスウェルの③に、①と④を入れたってことだよね。」

891「そうそう。マクスウェル③（磁界Bが変われば電界Eができるよ）の∇×（ぐるっと回る）を両辺とる。」

LNG「∇×が二回あると、なんか公式があるわけね、ここは深入りしない方がよさそう。」

891「今日はやめとこう。で、公式の左側には∇・Eがあるので、マクスウェルの①（真空なら電気のうごきはないよ）が入る。右側も、∂の偏微分の中に∇×は入っていいことになってるからここで∇×Bの式➃を入れられる。」

LNG「➃は電界Eが変われば磁界Bが生まれるよ、だったね。」

891「で、左の式がすっきりして、右側も、二回偏微分する、ってのをまとめるとこういう風に書けるわけ。」

LNG「まあ、いいや、同じように、式④もまとめられるのかな？」

891「そういうこと。」

LNG「式④も、ほとんど同じ式になったね。で、これで何がわかるのさ？」

891「リンゴが書いた式と見比べてよ。」

LNG「似てるけどちょっと違うんだ！私の写した式でｃのところが、√μ0ε0の逆数になってる。」

891「それが何を意味しているか、を考えるんだな。

 

 

マクスウェル（電場と磁場の関係を表す式）をまとめた

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『波動方程式』という、波を表す式になった。『電磁波』だ。

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『波動方程式』では、（リンゴの式の）『ｃ』の部分に、『波の速さ』が入る

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√μ0ε0の逆数が波の速さである。

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μ0ε0は、実験などですでに分かっていた。(前回を参照)

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計算して出てくる『ｃ』はなんと、こちらも実験などでわかっていた『光速』とほとんど同じ！

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偶然ではなさそう！光の速さ＝電磁波の速さということは…

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光は電磁波！！」

 

 

LNG「おおー！」

 

 

 

 

 

891「まあそんな感じで、マクスウェルはあくまでも電気と磁気の仕組みを表す式だったけど、これを整理する中で『電磁波』があるっぽいということがわかり…」

LNG「ついでに、光の波動説がかなりがっつりわかったと！」

891「そういうことだ。」

LNG「いやー、なかなか強敵だったね…。」

 

 

次回「素粒子」