Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» 電磁波

電磁波

1865
  • James Clerk Maxwell (prediction)
  • Heinrich Hertz (demonstration)
オシロスコープと方程式を用いて電磁波を実証する実験室での実験。.

(画像はイメージです)

電磁波は、空間を伝播しエネルギーを運ぶ電磁場の乱れです。これらは加速する電荷によって生成され、同期した垂直な電場と磁場の振動から構成されます。真空中では、光速 [latex]c[/latex] で伝播します。電磁スペクトルには、電波、マイクロ波、赤外線、可視光線、 紫外線X線、ガンマ線。

電磁波の存在は、マクスウェル方程式の直接的な理論的帰結でした。電荷や電流のない空間領域で方程式を操作することにより、電場と磁場の両方の波動方程式を導出できます。電場の場合、この方程式は [latex]nabla^2 mathbf{E} = mu_0 varepsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2}[/latex] です。これは波動方程式の標準的な数学形式であり、伝播速度は [latex]v = 1/sqrt{mu_0 varepsilon_0}[/latex] で与えられます。実験的に決定された真空の透磁率([latex]mu_0[/latex])と誘電率([latex]varepsilon_0[/latex])の値を用いて、この速度は既知の光速である[latex]c[/latex]と計算された。

この理論的な統一は、光が電磁現象であることを証明した画期的な成果でした。これらの波は横波であり、電場と磁場の振動が互いに垂直であるだけでなく、エネルギーの伝播方向にも垂直です。実験的な検証は1880年代に行われ、ハインリヒ・ヘルツが自身の研究室で電波を発生させて検出することで、マクスウェルの予測が検証され、無線通信とその後のすべての無線技術への道が開かれました。

UNESCO Nomenclature: 2205
電気と磁気

タイプ

物理現象

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • マクスウェル方程式
  • 光の波動説(ホイヘンス、ヤング、フレネル)
  • ファラデーとアンペールによる電気と磁気に関する実験
  • フィゾーとフーコーによる光速の正確な測定

アプリケーション

  • あらゆる形態の無線通信
  • 医用画像診断(X線)
  • 加熱(電子レンジ)
  • リモートセンシングと天文学
  • 視覚と光学
  • 分光法
  • レーダー

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連: 電磁波、電磁放射、光速、マクスウェル方程式、ヘルツ、スペクトル、光、電波、横波、光子。

歴史的背景

電磁波

1859
1860
1861
1865
1869
1871
1876
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

関連する発明、革新、および技術原理

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。