光の電磁波説の実証現象

質問

光は電磁波であるとならい、ベクトル演算で横波が磁界と電界と同位相でたがいに直交して進行すると計算をしました。でもその性質の一つでも光についての実験に確かめられているか知りたくなりました。
たとえばインターネットを「第 13 講 Maxwell の方程式と電磁波」をキーワードに検索すると
http://www.th.phys.titech.ac.jp/~muto/lectures/Gelmg06/Gem_chap13.pdf#search=%27%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2%E3%81%AE%E4%BC%9D%E6%92%AD%E5%8E%9F%E7%90%86%27
がみつかりその13.2.2 光の電磁波説に光速度Ｃが計算値に等しいと書かれています。
光速度が一致したので「伝播する速さが光速に一致・・と，電磁波が横波であることから，Maxwell は・・光の電磁波説を主張した。」とあります。
実証の現象は光速度だけでしょうか。マックスウェル以外の論理や実証例はあるのでしょうか。
ほかにあるなら教えてください。
　たとえば172ページの式と図13.1: x 軸の正の向きに進行する電磁波の電場と磁場は演算したことがあり知っています。
それらを実証する実験や現象が思い当たらないのです。
ほかにあるなら教えてください。

回答No.2

terminator_5

マクスウェルが電磁波の存在を予測する以前に、ファラデーは光の旋光が磁場によって変化することを発見しています。
http://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/200710/index2.htm

同じ現象が電波にも起こることから、電磁波と光が同一なものであることが予想出来ます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
　ファラデー効果が光と電磁波の類似点ですか。なるほどそうですね。
　光のファラデー効果で遊んでみたくなりました。
　偏向ポラロイドガラスとファラデー効果があれば、暗くしたり明るくしたり、カメラの機構部品のシャッターのように遮ったりいろいろできそうですね。
　効果は回転車輪や回転レコード盤、回転翼の姿を止まったように観測するストロボにも同期シャッターとして使えそうですね。

　電磁波を伝搬方向にわけるアイソレータという装置もファラデー効果の応用なんですね。
　HP社製の100ｋHzから２０ＧHzまでのネットワークアナライザを私も使っていましたが、中に入っていたはずのアイソレータを見たことがありませんでした。
　HP創業者は自宅のガレージでアイソレータを作ったそうです。
　日本にはアマチュアもプロも自宅で作れる人材はいないし、会社もとっても少ないですね。よく資料を探してくださいました。

　ところで光は通り過ぎる光の姿を真横から見れないのはなぜかな。

　電波はループアンテナで横方向と同軸とで９０度異なる２方向で観察できる。
　超高周波でも導波管の横から検針して観察できたり、光線と違って、伝搬方向の正面に限らず観察できるようだ。

　たとえば太陽の光を受けて眩しく写された宇宙遊泳中の宇宙飛行士の周りは光が横切っているはずだが、漆黒の宇宙が背景にある。
　背景には横腹を見せた光線が横切っているはずだ。
　光線の横腹を見れないのはなぜだろう。ちりや煙に映画館内の光線がみえても、それは散乱光であって光の正面だ、光線の横腹が見えているわけでない。

　電波には教科書には遠方界の解しか解かれていない。でも電波には近傍界の解というのもある。
　光の場あい、物理学の教科書はそのどちらの解か判別できない。またちがうようだ。

補足

アイソレータがファラデー効果の応用で伝播方向のちがう波動を分けて分離できるなら、光にもファラデー効果で伝搬方向の違う光線を区別することができるのだろうか。

回答No.1

tetsumyi

ベクトル演算で横波が磁界と電界と同位相でたがいに直交して進行すると計算をした結果は間違いではないようです。
ただ、 x 軸の正の向きに電場と磁場が交互にできて進行するというのは間違い。
相対性理論では光は光速度であり、われわれから見た時間は停止しているから交互にできるような現象が起きることはない。

お礼

ご回答ありがとう
＞ x 軸の正の向きに電場と磁場が交互にできて進行するというのは間違い。
相対性理論では光は光速度であり、われわれから見た時間は停止しているから交互にできるような現象が起きることはない。

の意味を再度お尋ねします。
磁界と電界への振幅変化は交互ではなく、同時発生だという意味にとらえてよろしいでしょうか。

　それから本題の光が電磁波の性質を持つ事例を教えてください。