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電磁界とは空間エネルギーの場

(2022/07/23)。電磁気学あるいは電磁場方程式などと聞いただけで逃げたくなる。それは目に見えない物の解釈を数式によって理解しようとする科学的手法であるからだろう。空間の電気現象を数学的に専門家の解釈で捉えて理解することを要求される。もっと具体的な空間現象として大まかに理解できないものだろうか。その為には、先ず空間に実在する『エネルギー』を認識すことが欠かせない。残念ながら、その空間の『エネルギー』を物理学理論では認識していないのだ。そこに現代物理学理論の論理性での矛盾を抱えた問題が在るのだ。決して自然世界に存在しない『電荷』や『電子』を論理的基礎概念とした理論物理学は未来への科学論の基礎とは成り得ない。

電磁界とは何か。

 

図 電気回路と電磁界

これ以上ない最も簡単な電気回路を示した。電線AとBの二本が空間に張られている。その電線に交流電圧vを掛ける。ただそれだけでも一応電気回路となる。その単純な電線路内の空間にも、電気磁気学と言う専門的学術理論の『電磁界』と言う空間場の状況が存在するのだ。回路内の位置 p 点によって、電磁界という科学技術概念の解釈評価の値が異なる。それはその点p によって、電界 E(p) [V/m] や磁界 H(p) [A/m] の値が決まるのだ。それはその点pにおける空間の『エネルギー』の分布状況やその流れる強さで決まると考えれば良い。単純な電気回路空間でも、その空間内は基本的に、単純な電界、磁界という意味ではないのだ。この回路に、『エネルギー』を消費する負荷を繋げば、また状況が変わる。『オームの法則』と言う電気技術論の根幹を成す、一般化電気技術理論の有用性はその簡便な解釈論で、特別の意義を持つ。その基礎科学技術概念『電圧』や『電流』が、その測定法を確立した計測器によって、技術論が完全な実用論として輝いている。しかしその『電流』とは何かと問えば、その物理現象を解説することはとても困難なものとなる。決して安易な概念『電子』などで解説できるものではないのだ。

電線導体の物理的機能。

電線とは電気現象でどのような機能を持っているか。金属導体を空間に張れば、その導体は自由空間に電気的歪を生じると観て良かろう。電気的歪とは、その導体表面がその近傍空間の『エネルギー』の分布状態を、『エネルギー』の供給源・電源などに依って規定されるように、その空間の状況を整える機能を発揮する。それは電波などが導体付近に到達すると、その導体表面に因って空間の『エネルギー』分布を均一化するように歪ませる働きをする。アンテナはその機能を利用する科学技術的装置とも言えよう。

電気回路空間の機能。

二本の導線で囲まれた空間は自由空間と異なる特殊空間だ。その空間内は導線によって造られた回路定数、容量C[F/m] および誘導L[H/m]と言う科学技術的な空間解釈手法による構造定数空間となる。真空自由空間を、物理学などの科学技術論の解釈手法として、真空透磁率μo [H/m] と真空誘電率 εo[F/m] で解釈する手法を決めた。その値によって、自由空間を伝播する電磁波や光の速度を定義でき、分かり易くなった。光速度 co = 1/√(μoεo) [m/s] と解釈できる。電線路内の空間の電気磁気状況、所謂電磁界も、基本的にはその空間の回路定数と空間の『エネルギー』分布量や、その流れる量などの状況で決まるのだ。

電源と言う『エネルギー』供給能力源によって、その技術概念量『電圧』値 v[V] が導線に掛けられる結果、空間に電気的歪を作りだす事に成る。導線形状などに依っても、その空間の『エネルギー』の分布状態が決まる。『電圧』と言う科学技術概念量が、その空間構造に因って決まる回路定数で、空間の『エネルギー』の分布状況を決めるのだ。

電磁界とは。

電線路の回路特性と印加電圧値によって、その電線路内の空間は、その位置座標p点の位置で自然に決まるのだ。単純なその線路空間内でも、位置によって常にその『エネルギー』の分布状態が変化し、異なる。その電線路内にも自由空間を伝播する電磁波と同じ意味の電磁気的状況があって当たり前なのだ。何も難しい数学式などで考えなくても、感覚的にある程度理解できる筈だ。厳密な数式など解らなくても、電気回路の物理現象の大よその正しい意味は理解できる筈だ。一般の市民的電気科学論は先ずそれで充分だろう。空間の『エネルギー』が自然現象の複雑に見える意味を創り出しているだけなのだ。そんな空間の電磁界が如何なる状況と解釈するかは相当複雑な意味を含んでいる筈だ。それは専門家の解釈の問題として良かろう。

物理学理論で認識していない空間の『エネルギー』の存在を理解できれば、基本的に未来への自然観の基礎は修得できたと言えよう。その意味が光の空間像の認識に繋がるのだ。

厳密な電磁気状況を論じようとすれば、それは単純な電気回路空間でも、微細空間的な解釈になろう。それはp点の位置が導線からの距離などで当然変わる。しかしそこまで厳密な解釈をする意味もなかろう。

白熱電球のエネルギー変換原理 (2018/02/12) やエネルギー伝播現象 (2020/06/27) 等も参考になるかも知れない。