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2017年5月19日 (金)

マクスウェル方程式、再確認

Maxwells_equations

 この式の中で、E は電場であり、他はそれぞれ、 D が電束密度、H が磁場、B が磁束密度と呼ばれる。

E : 電場 H : 磁場 D : 電束密度 B : 磁束密度

 それぞれの意味はこの後の解説で述べるが、ここで少し問題がある。それは、言葉だけ聞くと E に対応するのが H であって、D に対応するのが B であるように思われることである。しかし、現代では EB が対応していると考えるのが主流である。これは電磁気学の「あまり深刻ではない」未解決問題であって、磁石の N だけ、あるいは S だけを持った粒子「磁気モノポール」の存在があるのかないのか分からないことが原因である。
 もしモノポールが存在すれば、EH が対応していると考えるのがすっきりする。(上のマクスウェルの方程式で 0 になっている二つの部分にそれぞれ、磁流密度磁荷密度が入るので大変美しい対称型の方程式になるから。)しかし、モノポールがなければ、別にこの対応に強い根拠はなくて、EB を対応させた方が相対論の議論に便利である。(相対論ではマクスウェルの方程式をもっと簡単にまとめて表現できるから)それで「E - B 対応」が主流になっているのである。
(広江克彦著「趣味で物理学」 83〜84ページより)

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