どうやら磁界と電界は切っても切れない関係にあるらしい
こんにちは．今回の記事は専門的な話になるので，その手の人だけ見ていただいて結構です．とはいっても，筆者も何も分かっていません．ただ電磁気学の奥深さに浸るだけの記事です．しかも，浅くしか語れません．ご了承ください．
疑問というよりは発見
先日，学校で電気回路の授業中に突然現れた式について色々書きます．
私も謎すぎて何も分かりませんが，とりあえず謎なりに考えてみようと思います．
電気回路の授業で，分布定数回路の伝送路の伝搬速度みたいなのを求める式で下の式が突然出てきました．
私は，磁界と電界は何となく，"別のもの"というイメージがありました．今までの電磁気学の勉強では1つの問題に透磁率と誘電率の両方を使うことはありませんでした．この二つの概念の相関性など知らなかったんですね．(自分の単なる学習不足かもしれないが)
なのでこの式を見たとき，オイラーの公式を初めて見たときのうような衝撃がありました．式の美しさに感動するなんてことは滅多にない事ですが，久々にその感覚に陥ってしまいました．
ここで，デキる人なら証明したり色々やるんでしょうけど，私はよくわからいので，とりあえず透磁率・誘電率の定義をおさらいし，それぞれの単位から考えてみようかと思います．
透磁率・誘電率の定義と単位
さて，この疑問を解決するには，透磁率・誘電率とは何かということを知っておかなければなりません．とりあえずネットで調べてみました．
透磁率とは，誘電率とは何かということについては私もうまく説明できる自信がありませんし，ネットで探せばいくらでも出てくると思うので割愛させていただきます．
簡単に言うと，透磁率は物質の磁化しやすさ，誘電率は物質の誘電分極のしやすさの度合いらしいです．
まず，透磁率について考えます．
前提として，以下の式が成り立ちます．(B：磁束密度，H：磁界(の強さ))
透磁率は，磁束密度と磁界の強さを表す式の比例定数になっているみたいです．
B=μH → μ=B/H [H/m] (B[T],[Wb/m])，(H[H],[A/m])
真空中の透磁率はμ0 =1.26×10^-6 [m kg/s^2 A^2]
※ここではあえて，単位を基本単位で表しています．通常は組立単位の[N/A^2]が用いられています．
次に，誘電率．詳しい説明は割愛しますが，式にすると以下のようになります．
D=εE → ε=D/E [F/m] (D[C/m^2]，E [N/C])
真空中の誘電率はε0 = 8.85×10^-12 [s^4 A^2/m^3 kg]
そして，光速度はC = 3×10^8 [m/s]
これらを最初の式に代入すると，ちゃんと成り立ちます．不思議ですね．
ただただ美しい...
これが気になって，電磁気学の講義をしている先生に聞きに行きました．
すると，先生はこんな図を描いてくれました．
磁界と電界の波が90度倒れたような図です．正直，どうしてこうなるのか，これから何が分かるのかはさっぱり分かりませんが，磁界と電界には密接な関係があることが何となく見て取れます．というかこれはマクスウェルの方程式に起因します．
そう考えると，これを発見したマクスウェルさんの偉大さがよく分かります．
初めてこれを知った人は，まず電磁気学の奥深さに浸り，自然の中から導かれた式の美しさに感銘を受けてほしいと思います．
この範囲(マクスウェルの方程式は4つあるらしいけど最後の1個)については追々詳しく学習するらしいです．なんせ，学が浅すぎてまだ深いところまでは語れません．なので，また何か分かったらここに書いていこうと思います．
何が言いたかったのかというと，電磁気学って意外と面白いなということを言いたかったんです．お疲れさまでした．
(間違っているところを見つけた方はやんわりとしていただけると幸いです)
