アンテナの仕組みについて（電気の速度？）

質問

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=50786
から分岐して参りました。参考に。

アンテナの”受信”特性は、その目的とする電磁波の波長をλとして、λ/2や、λ/4の長さ（アンテナ形式による）が効率が良いとされますが、その理屈が知りたいです。
自分なりに仮説を立ててみました。

仮説１：「アンテナ中を電荷が電磁波の力によって光速で移動（振動）するので、その長さをλ/2とすると共振するのに都合が良い」
こうすると疑問なのが、「ホントに電荷の移動速度は光速なのか？」という事です。
電子の速度はそんなに速くないというのは理解しています。
電子の移動速度が速いのではなく、電圧伝播が早いのだという事ですね。

僕が疑問に思うのは、その電圧伝播の速度です（電荷の移動速度とはこういうものですよね？）。
僕の意見としては、タイムラグがあるとすれば、それはその導電線の静電容量によるものであって、電圧伝播にかかる時間はゼロ（伝播速度∞）だと思うのです。
ちなみにこれは伝播の速度で、物質の移動速度ではないので相対性理論は無視できますよね。
すると仮説１は成り立ちません。

仮説２：「アンテナ中の電位の固有振動数の様なものが目的電磁波の周波数と一致する」
こうするとその固有振動数はアンテナ長さ等ではなく、静電容量的なもので決定付けられる様な気がするのですが…？

仮説３：「アンテナの電位が変動するのであるが、その電位の変動を出来るだけ大きく得るために、半波長が都合（効率）が良い（半波で振動の片方全体、例えばその電磁波の正（負）電位全て）を受けるから）」
そうするとアンテナは電磁波送信源に対して平行がよいはずだと思うのですが？

どなたか僕を納得させられる方いらっしゃいますか？
はっきりした理屈を知ってらっしゃいましたら仮設は無視して回答を下さって結構です。

回答No.2

motsuan

アドバイスになっているかどうかわかりませんが、私のイメージは以下の通りです。
　電磁波（よって、電圧の振動も含む）にしろなににしろ、光の速度を超えて情報が伝わることはありません。そして、アンテナの周りの電磁界は電波に追随して変動し、電子もそれに合せて振動します。このとき、電子の動きは水道管を流れる水のようなものですから、光の速度で位相が動いているのであれば、それに追随して変動することも可能です（さすがに光ぐらいの周波数でもとはいかないとおもいますが）。
と前振りをしておいて、
　けれども、アンテナに電波が共鳴している場合は、そこに定在波ができるわけで、そのときそこにある波の一部だけ取り出して、その共鳴器中の伝搬を問題にしても意味がなくなってしまいます（つまり、伝わるという意味で位相の概念が崩れてしまいます）。
ギターの元を弾いたとき、弦の上を信号が伝わるのではなく、弦全体が揺れるのと同じです。揺れはあるけど伝わっているわけではないのです。このときの振動の速さは電波の振動の速さと同じです。電波をアンテナが受ける場合、この揺れを、電荷の揺れ＝電圧のゆれとして取り出して増幅します。ただし、アンテナの種類によって、アンテナの周りにできる界が違って、ダイポールアンテナは電界がループアンテナは磁界が強くなり、その界が主に電荷を揺することになります。

お礼

回答ありがとうございます。
「そこにある波の一部だけ取り出して、その共鳴器中の伝搬を問題にしても意味がなくなってしまいます」という発言の意味の理解に時間がかかってしまいました。
はい、それは理解しております。
だから、それ（共鳴器中の伝播）を理由としている僕の仮設１は電圧伝播の速度が光速だとしてもおかしいと思います。
でもやっぱり大体がこう説明付けられているんですよねー…。？？？
アンテナが電流が流れる構造（ループ状）でない事もこう思わせる理由の１つです。電子でなくて電荷だから納得はできますが（電位の部分的変動と考えて）。
やっぱり僕も電位（電圧）の変動（揺れ）で説明付けるべきだと思います。

ダイポールアンテナ：電界、ループアンテナ：磁界である事もわかります。

「共鳴器」という言葉を出されている様に、アンテナが共鳴器になり得る理由、共振する事が出来る理由、共振するのに都合が良いのは何故λ/2なのか？が知りたいのです。

「motsuanさんの言う様に、電界の揺れを電荷の揺れ＝電圧の揺れとして取り出す」のであれば、なぜλ/2が都合が良くなるのか？その理屈が理解できずにこまっているのです。

「なににしろ、光の速度を超えて情報が伝わることはありません。」
という発言で、いろいろ考えを巡らさせられました。
結果、面白い？事に気が付きました。
電磁波とは、電界磁界の相互振動によって伝播するものの事である。
という事は電界や磁界の伝播速度＝光速である。
という事は電気の速度（静電容量による遅延を除いた電圧伝播速度）も光速である。

電圧の伝播速度＝電磁波の伝播速度＝光速だという事に気が付きました。
正しいですよね？