2023年11月8日水曜日

物理の面白さpart4

 こんにちは。AAの佐藤です。今回はなんと四回目となりますが、物理の面白さについて語らせてください。

 今回は、物理の中でも、電磁気学について語ります。

 電磁気学と言ったら何を想像しますか?電気回路?電子の運動?電場?磁場?

まだまだたくさんありますが、先にあげたこのようなものについて勉強します。

電磁気学は大学の物理の中でも、最初につまずくような分野です。高校物理での知識がほとんど通用しないからです。大学に入ってから初めて習う、ナブラ演算子、ベクトルの回転、ベクトルの勾配、ベクトルの内積、ストークスの回転定理、ガウスの定理… 挙げればきりがないですがこのようなものをめっちゃ使います。

 そしてここが面白いところですが、電磁気学と呼ばれる分野にはたくさんの内容が含まれますが、実はマクスウェル方程式と呼ばれる四本の方程式のみですべての現象を示すことができます。そしてこの四つの方程式から電磁気学で出てくるような公式がほとんどすべて導出することができます。

 とんでもないでしょう?複雑そうな分野がたった四本の方程式で支配されているなんて。面白い!

これまでは分野ごとに諸学者が聴いて面白いと思うような現象について話していましたが、電磁気学はある程度の知識がないと分からないようなものだらけなので、今回はごめんなさい。省略します。

マクスウェル方程式