電流とは光（電磁波）の縦波のことか？

質問

光は電磁波の横波であり、光の進行方向に対して電子を垂直方向（横）に揺らします、

対して、電流は、電子を電流の進行方向に対して平行（逆）（縦）に動かし、電磁場が導線の内外を光速で伝わる現象です、

ということは、光は電磁場の横波であり、電流は電磁場の縦波なのですか？

電流とは光の縦波バージョンなのでしょうか？

ということは、電子線とは光の縦波なのでしょうか？

回答No.8

ORUKA1951 · ベストアンサー

＞光は電磁波の横波であり、光の進行方向に対して電子を垂直方向（横）に揺らします、
　電子とはまったく無関係です。
　でないと真空中を伝わることの説明が出来ない。あくまで[場]の問題です。質量は周囲の空間の重力場を歪めるため、他の質量を持つ物体はその場の影響をうけて力を受けます。ゴムで出来た膜の上にボールを二個置いたイメージで良いでしょう。このとき重力の方向は傾きの方向です。(等高線を描いてそれに直角で質量の方向)。質量が変化するとその変化は振動として周囲に伝わります。
　電荷を持つものは周囲の電場を歪めます。磁場も同じです。

　さて、ここで電荷を振動させると周囲の電場も振動します。この電荷の振動は原子の周囲の電子の運動などで登場しますが、ここでは関係ないので省略します。
　電荷が加速度運動(振動)すると、その周囲の電場も振動します。そのとき、周囲の磁場もその振動方向と直角な面で振動します。これは、中学校の電磁誘導のときに電荷が移動すると周囲に電荷の移動方向に垂直な面に円形の磁場が発生することで学んでいるはずですね。

　X軸に距離、Z軸に電場、Y軸に磁場を考えると、電荷がZ方向に振動すると、Y軸に磁場のへ振動が発生し、磁場の振動は新たに電場の振動を励起し、それがまた磁場の振動と・・振動しX軸方向に波として伝わります。これが電磁波です。最初の発生には電場、または磁場の振動が必要ですが、その伝達には電荷も磁荷も必要ありません。

＞電流は、電子を電流の進行方向に対して平行（逆）（縦）に動かし、電磁場が導線の内外を光速で伝わる現象です、

　これも違います。
　電流は、電荷の移動そのものを表します。高い位置にあるタンクと低い位置にある水の入ったタンクをホースでつなぐと、高いほうから低いほうへ水が移動します。同様に高い位置にあるタンクと低い位置にある電荷の入ったタンクをホースでつなぐと、高いほうから低いほうへ電荷が移動します。そのとき途中のバルブを開いたときに、そのバルブの位置で圧力の変化は瞬時(水の圧縮--粗密波)は水中(導体)の音速で多端に伝わり水分子(電荷)が移動し始めますが、水分子(電荷)自体の速度は遅遅としたものです。
　上のタンクに色水を入れてバルブを開いて、すぐ端から水が出始めても、ピンクの水はバルブの位置から少ししか進んでいない。数ミリの銅線で1.5Vの電池を直結しても瞬時(その導体中の光速)に電荷は移動する(電流は流れる)が、電子の速度は秒速数ミリ。

　ここで大事なことは、電荷の根源である電子の移動と電荷の移動は区別することです。

「電流は、電子を電流の進行方向に対して平行（逆）（縦）に動かし、電磁場が導線の内外を光速で伝わる現象です、」
ではなくて、
「導体の一部で電場が変化するとその変化は、その導体中での光速で導体内を伝わり、それによって電子が移動するために電流が発生する。」
と言うことです。

　ここで、導体の方向に振動する電圧をかけて電場を振動させる＝交流電圧をかけて導体内の電子を振動させると、「電磁誘導」で、その周囲に円形の磁場が現れます。電流の向きが逆転すると逆向きの円形磁場が発生する。その磁場の周囲にまた円形の電場が現れます。それが空間を伝わる。それが電磁波です。

　電流は、その振動とはまったく別で波ではありません。電場の変化に影響を受けて、そこに電荷があり、かつそれが移動できれば電荷が移動する現象を電流と言います。

　それぞれの用語を正確に覚えておかないと、そのような誤解をしてしまいます。無理やりに言葉で説明しようとして少し無理がありますが、マックスウェルの方程式( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%83%AB%E3%81%AE%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F )を学ぶと理解できるでしょう。

　なお、波を粒子と考える場合は、その直径は波長と同じくらいと考えればよいでしょう。

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