電磁波の仕組み、アンテナ受信

質問

電場と磁場が相互に誘導して電磁波が伝播するそうですが、
アンテナから出る磁場の変化だけで十分電波の説明がつくような
気がするのです。アンテナに交流電流を流すとアンテナの周囲に
sin(wt)で時間変化する磁場ができるはずなので、電場を相互に
誘導しなくても十分伝播するのではないでしょうか？私の考えでは
空気中では交流電場は存在せず、磁場だけで伝播して、アンテナな
どの導体に交流磁場が接触したときだけ導体中に電場が生じる
と考えています。間違ったところがあったらご指摘願います。

あとアンテナに交流磁場が接触したときにどういう仕組みで
交流電流に変換されるのでしょうか。ダイポールアンテナに交流
磁場が接触したときにどういう仕組みで電流になるのかいまいち
イメージできません。あとなぜアンテナ長が半波長のとき利得が
最大になるのでしょうか？原理を教えてください。それでは。

回答No.5

foobar

#3補足欄に関して
磁界の強さが1/rに比例するのは、無限長直線電流(とみなせるほどrが電流の近傍)で、かつ戻りの電流が充分離れている場合です。

送信アンテナはそんなに長くない(し通信距離も短くない)です。
(もし送信アンテナを思いっきり長くしても、電流変化がアンテナ上を伝わる速度が有限のため、半波長毎に電流の向きが反転し「無限長電流」の状態にはなりません。)

回答No.4

ojisan7

>無限遠まで伝播するように、電流の周辺にできる回転する磁場も距離に反比例して無限遠まで伝播するはずです

それは、ちょっと無理ですね。このことについて、詳しく知るには、アンテナと電磁波についての専門書を図書館等で探してください。
下記サイトにも、分かりやすい説明がありますので、納得がいくまで、読んでください。

http://www2.ktokai-u.ac.jp/~tideguti/pdf/emissionexp.pdf

参考URL：

http://www2.ktokai-u.ac.jp/~tideguti/pdf/emissionexp.pdf

回答No.3

ojisan7

>アンテナから出る磁場の変化だけで十分電波の説明がつくような
気がするのです。

それを、私にも分かるように（科学的根拠と基礎方程式を具体的に提示して）、示してください。

補足

数式で示すのは難しいですが、点電荷の電界が距離の二乗に反比例して
無限遠まで伝播するように、電流の周辺にできる回転する磁場も
距離に反比例して無限遠まで伝播するはずです。電線に流れる
電流を交流にすれば、周辺の磁場もサインで変化すると思います。
そして、受信アンテナで交流磁場を受信して電圧を生じると思います。
以上のような理由で磁場だけで電磁気現象の説明がつくように思うのです。

回答No.2

foobar

電磁波になっていない磁界だと、距離の２乗や３乗に反比例して減衰します。（電磁波の解だと磁界や電界の強さは距離に反比例）
ですので、単純な変動磁界だけだと、減衰が大きすぎて遠方までの伝播にならない解にやりそうに思います。

回答No.1

Denkigishi

アンテナ線の両端は切れているので電流は流れません。従ってこの線上には両端の位置で電流がゼロでもいい高周波だけが存在できます。
交番電流は位相が０および180度のときつまり波長でいうと始点と１／２波長のところだけが電流ゼロです。
以上のことから半波長の高周波だけがアンテナに共振します。
そして位相が９０度つまり１／４波長のところは電流が最大なので、ここから給電あるいは受電をします。
こういう基本的なところだけでなく、更に高度なとことまで十分に理解した後に、既存の学問体系に不都合があると確信が持てたら、論文を書いて学会で新理論を発表してください。それまでは従来の学問体系を理解するようつとめて下さい。