MVP ARCHIVE SCIENCE | PHYSICS : Maxwell's Equations / マクスウェル方程式 - 電気と磁気は一つの自然現象である

マクスウェル方程式 - 電気と磁気は、一つの自然現象である。

この考えを数学として完成させたのが、19世紀のイギリスの物理学者 ジェームズ・クラーク・マクスウェルである。

18世紀から19世紀にかけて、クーロン は 電気の力 を定量的に示し、オーム は 電流・電圧・抵抗の関係 を明らかにし、さらに ファラデー は 電磁誘導 を発見し、レンツ は 誘導電流の向き を説明した。
これらの発見は、それぞれ重要な現象を説明していたが、まだ一つの理論として統一されてはいなかった。

1860年代、マクスウェル はこれまでの研究成果を整理し、電場と磁場の振る舞いを四つの方程式としてまとめ上げたものが マクスウェル方程式 である。

四つの方程式は、それぞれ電場を生み出す電荷、磁場には単独の磁荷が存在しないこと、変化する磁場が電場を生み出すこと、そして電流や変化する電場が磁場を生み出すことを表している。

これにより、電気と磁気は互いに影響し合いながら空間を伝わる、一つの統一された現象として理解できるようになった。

さらに マクスウェル は、この 方程式 から電場と磁場が波となって空間を伝わることを導き、その速度が光の速さと一致することを発見した。
この結果から、光そのものが電磁波であることが明らかになった。

後に実際に電磁波が実験で確認されると、マクスウェル方程式 は現代物理学の最も重要な理論の一つとして確立された。

現在では、電力、通信、レーダー、無線、人工衛星、GPS、コンピューター、医療機器など、私たちの社会を支えるあらゆる電磁技術が、この理論の上に成り立っている。

マクスウェル方程式 は、自然界に存在する電気・磁気・光を、一つの法則で結び付けた、人類史上最も美しい統一理論の一つである。

Basic Information

提唱者 : ジェームズ・クラーク・マクスウェル
発表 : 1861〜1865年
概要
・電場と磁場を四つの方程式で統一
・電気・磁気・光を一つの理論として説明
・現代電磁気学の基礎となる理論
四つの法則
・ガウスの法則（ 電場 ）
・ガウスの法則（ 磁場 ）
・ファラデーの電磁誘導の法則
・アンペール・マクスウェルの法則
主な応用
・発電・送電
・通信技術
・レーダー
・無線通信
・人工衛星
・GPS
・MRI
・コンピューター・電子機器
その後につながる理論
Electromagnetic Waves（ 電磁波 ）
Radio Technology（ 無線通信 ）
Modern Electromagnetic Engineering（ 現代電磁工学 ）

Archive Point

マクスウェル方程式 は、
・クーロンの法則
・オームの法則
・ファラデーの電磁誘導
・レンツの法則
・Electromagnetism（電磁気学）
を、一つの数学的理論として完成させた記事である。

「 Electromagnetic Waves（ 電磁波 ）」 では、この理論から導かれた「 光は電磁波である 」という発見と、電波からガンマ線までを統一的に理解する流れへとつながっていく。