光についてもう少し詳しく見てみましょう。光は波長の長さで色が違うということでした。前回は赤から紫までの波長しか考えませんでしたが、もっと広い領域を考えましょう。
赤より長い波長のものを赤外線、紫より短いのを紫外線といいます。紫外線より短くなるとX線、さらに短いのをγ（ガンマ）線といいます。これらは全部まとめて電磁波と呼ばれます。
電磁波は日常のいたるところで用いられています。携帯電話や電子レンジ、ラジオ、レントゲン、カーナビ、IH、無線LAN…。
たとえば電子レンジでは電波を食品内の水分が吸収することによって暖められます。水分子が元気をもらって激しく踊る感じです。レンジの中に金属を入れてはいけないのは、金属は電波を反射するからです。
電磁波は19世紀の物理学者マクスウェルによって予言され、ヘルツによって発見されました。マクスウェルは、マクスウェル方程式という電磁場を記述するたった4つの式から電磁波の存在を導きました。
少しマクスウェル方程式について説明します。ここで紹介するのは真空中の場合で、物質中ではもう少し複雑になります。しかし式の数は変わりません。
(2)式の意味は、モノポールが存在しないことを意味します。
例えば棒磁石は、一方の端はS極で、もう一方はN極になっていますよね。この棒磁石を真中で半分に切って2本にしても、ちゃんとどちらも両端にS極とN極があります。さらに半分にしてみても、やっぱりどちらにもSとNがあります。
この半分にするのを何度も繰り返すと、どこまでも小さい磁石になっていきますが、SだけあるいはNだけの磁石を作ることは出来ません。SとNは切り離せないのです。Sだけ、またはNだけでできた磁石をモノポールといいます。
(3)式は、ファラデーの法則といって、いわゆる電磁誘導を表しています。磁石で電気を起こすというやつです。この法則は発電機に使われています。
残り2つについても説明したいのですが、長くなりそうなので今回は式の紹介だけにしておきます。もう一度言いますが、4つの方程式で古典的な電気と磁気に関する現象が説明できるのです。
見ての通り非常に簡潔で（数えるくらいしか記号がない）、アインシュタインは美しいと感動したそうな。きっと式を見たとき物理現象がありありと思い浮かんだのでしょうね。残念なことに、僕はまだまだその域に達していません。
これら4つの方程式をいじってやると、波動方程式が導かれ、その解が電磁波になります。
そしてもう一つ重要なこととして、光速が一定ということが予測されます。
普通、物の速さというものは見る人によって違います。車に乗っている人が前方車両を見たときと、その車を対向車として見る人ではスピードは違って見えますよね。ところが光は誰がどのようにみても速さが同じだというのです。こんなことは普通納得できるものではありません。1887年にマイケルソンとモーリーによって実験的に示されたのですが、とても受け入れられるものではありませんでした。
アインシュタインはこの「常識」を超えることによって、特殊相対性理論を創り上げたのです。
