電界の広がり方について。

質問

電磁気の復習をしていてふと思ったのですが、
電荷は周囲の空間に影響し電場を作りますよね。
その電場の広がり方に有限の速度が存在するのでしょうか？

例えば、空間座標xyzの原点に点電荷qが存在するとします。
ここで任意の点Ｐの電場について考えます。
原点の点電荷がqからq+△qに変化したとすると、
当然点Ｐの電場の強さも変化するわけですが、
１、原点の電荷が変化するのと同時に点Ｐの電場も変化する
２、原点の電荷が変化し、その影響が有限速度でＰに伝わる
のどちらなのでしょうか？

回答No.2

sanori · ベストアンサー

「電磁気学」というのは、一般に古典電磁気学のことを指し、それは、マクスウェルの４つの方程式がすべてです。

マクスウェル方程式は、電磁波の存在を予言し、後に、電磁波と光は同一人物であることが示されました。

電場もやはり光速で伝播しますが、マクスウェル方程式では、電場は０秒で伝わることになっています。
電磁気学は相対性理論によって修正され、さらに量子電磁力学へとステップアップします。
つまり、古典電磁気学は電磁波（光）を記述してはいるけれども、電場の伝播は記述していないのです。
∇・Ｄ＝ρ　という、時間に依存しない式になっています。

長々書きましたが、
「（古典）電磁気学では、電場はゼロ秒で伝播する」
です。
よって、真実とは異なる１が正解になります。
繰り返しになりますが、古典電磁気学の範疇では、の話です。

お礼

fjnobuさん、sanoriさん御回答ありがとうございます。
真実は”光速で伝播する”なのですね。
量子電磁気学・・とても興味が沸いてきました。

回答No.6

noname#58790

電場も、電子→電磁波→電子に変換しますから、
光速を超える事は出来ないでしょう。

＃５様には待望のお答えです。

この前の、
＞どうお考えですか？
この回答です。

方程式を読んだ時、
正比例、反比例してるよ。（´＿｀；）

これが正直な印象です。計算する以前の問題でした。
正直、失望しました。

ぜひ、頑張って下さい。

回答No.5

moby_dick

電磁気学では、電荷による電場は、
「既に在りき」、になっていると思います。

ですから、その知識は与えられていないです。

それで、勿論有限ですから、「電荷変動に対して」の、電界変動の広がりの相対速度は光速ｃと考えられます。

なお、
アインシュタインの特殊相対論は、全くナンセンスです。
「任意に考えた座標系に対して」光の相対速度がｃなどと言うのは、数学的架空でしかないです。

また、
マクスウェル方程式は、光源から光がｃの速さであることを示しています。
マクスウェル方程式を検証するのに、具体的に光源から光によっています。

回答No.4

sanori

＃２です。
＃３さんのおっしゃることのほうが、正解のような気がします。
失礼しました。

＃３さんには感謝いたします。

回答No.3

leo-ultra

「電磁気学は（特殊）相対性理論によって修正され、」
これは嘘です。Maxwell方程式は既に特殊相対性理論をみたしています。

Maxwell方程式によれば電場が時間変化をすれば磁場も出現し、結果として電磁場になります。これは光速で伝播します。

つまり定常状態を除いて、単独の電場というものは存在しません。つまり電場というものは磁場を伴っているはずです。

結論は「電場は有限速度で伝わる。」

回答No.1

fjnobu

光速で伝わると考えるらています。