「変位電流」の考え方は、意外な結論を引き出します。それは、「電磁波」が存在しえるということです。同時に、宇宙に存在するのは、目に見え、手に触れることができる物体ばかりでなく、目に見えない、形のない「場」もあるということもわかってきました。「場」の存在がはじめて明らかになったのです。マクスウェルの方程式を解くと、波動方程式があらわれ、そこから解、つまり答えとして電場、磁場がたがいに相手を生み出しあいながら空間を伝わっていくという波の式が得られました。「電磁波」が、数式上に姿をあらわしたのです。電場、磁場は表裏一体で、それだけで存在しえる"実体"なのです。それが「電磁場」です。 電磁波の発生原理は? 次は、コンデンサーについて考えてみましょう。 2枚の金属電極間に交流電圧がかかると、空間に変動する電場が生じ、この電場が変位電流を作り出して、電極間に電流を流します。同時に変位電流は、マクスウェルの方程式の第2式(アンペール・マクスウェルの法則)によって、まわりに変動する磁場を発生させます。できた磁場は、マクスウェルの方程式の第1式(ファラデーの電磁誘導の法則)によって、まわりに電場を作り出します。このように変動する電場がまた磁場を作ることから、2枚の電極のすき間に電場と磁場が交互にあらわれる電磁波が発生し、周辺に伝わっていくのです。電磁波を放射するアンテナは、この原理を利用して作られています。 電磁波の速度は? マクスウェルは、数式上であらわれてきた波(つまり電磁波)の伝わる速度を計算しました。速度は、「真空の誘電率」と「真空の透磁率」、ふたつの値を掛け、その平方根を作ります。その値で1を割ったものが速度という、簡単なかたちでした。それまで知られていたのは、「真空の誘電率=9×10 9 /4π」「真空の透磁率=4π×10 -7 」を代入してみると、電磁波の速度として、2. 998×10 8 m/秒が出てきました。これはすでに知られていた光の速度にピタリと一致します。 マクスウェルは、確信をもって、「光は電磁波の一種である」と言い切ったのです。 光は粒子でもある! (アインシュタイン) 「光は粒子である」という説はすっかり姿を消しました。ところが19世紀末になって復活させたのは、かのアインシュタインでした。 光は「粒子でもあり波でもある」という二面性をもつことがわかり、その本質論は電磁気学から量子力学になって発展していきます。アインシュタインは、光は粒子(光子:フォトン)であり、光子の流れが波となっていると考えました。このアインシュタインの「光量子論」のポイントは、光のエネルギーは光の振動数に関係するということです。光子は「プランク定数×振動数」のエネルギーを持ち、その光子のエネルギーとは振動数の高さであり、光の強さとは光子の数の多さであるとしました。電磁波の一種である光のさまざまな性質は、目に見えない極小の粒子、光子のふるまいによるものだったのです。 光電効果ってなんだ?
(マクスウェル) 次に登場したのは、物理学の天才、ジェームズ・マクスウェル(イギリスの物理学者・1831-1879)です。マクスウェルは、1864年に、それまで確認されていなかった電磁波の存在を予言、それをきっかけに「光は波で、電磁波の一種である」と考えられるようになったのです。それまで、磁石や電流が作り出す「磁場」と、充電したコンデンサーにつないだ2枚の平行金属板の間などに発生する「電場」は、それぞれ別個のものと考えられていました。そこにマクスウェルは、磁場と電場は表裏一体のものとする電磁気理論、4つの方程式からなる「マクスウェルの方程式」(1861年)を提出しました。ここまで、目に見える光(可視光)について進んできた光の研究に、可視光以外の「電磁波」の概念が持ち込まれることとなりました。 「電磁波」というと携帯電話から発生する電磁波などを想像しがちですが、実は電磁波は、電気と磁気によって発生する波のことです。電気の流れるところ、電波の飛び交うところには必ず電磁波が発生すると考えてよいでしょう。この電磁波の存在を明確にした「マクスウェルの方程式」は1861年に発表され、電磁気学のもっとも基本的な法則となっています。この方程式を正確に理解するのは簡単ではありませんが、光の本質に関わりますので、ぜひ詳細を見てみましょう。 マクスウェルの方程式とは? マクスウェルの方程式は、最も基本的な電磁気学上の法則となっているもので、4つの方程式で組みをなしています。第1式は、変動する磁場が電場を生じさせ、電流を生み出すという「ファラデーの電磁誘導の法則」です。 第2式は、「アンペール・マクスウェルの法則」と呼ばれるものです。電線を流れている電流によってそのまわりに磁場ができるというアンペールの法則に加えて、変動する磁場も「変位電流」と呼ばれる電流と同じ性質を生み出し、これもまわりに磁場を作り出すという法則が入っています。実はこの変位電流という言葉が、重要なポイントとなっています。 第3式は、電場の源には電荷があるという法則。 第4式は、磁場には電荷に相当するような源は存在しないという「ガウスの法則」です。 変位電流とは? 2枚の平行な金属板(電極)にそれぞれ電池のプラス極、マイナス極をつなぐと、コンデンサーができます。直流では電気を金属板間にためるだけで、間を電流は流れません。ところが激しく変動する交流電源につなぐと、2枚の電極を電流が流れるようになります。電流とは電子の流れですが、この電極の間は空間で、電子は流れていません。「これはいったいどうしたことなのか」と、マクスウェルは考えました。そして思いついたのが、電極間に交流電圧をかけると、電極間の空間に変動する電場が生じ、この変動する電場が変動する電流の働きをするということです。この電流こそが「変位電流」なのです。 電磁波、電磁場とは?
しかし, 現実はそうではない. これをどう考えたらいいのだろうか ? ここに, アインシュタインが登場する. 彼がこれを見事に説明してのけたのだ. (1905 年)彼がノーベル賞を取ったのはこの説明によってであって, 相対性理論ではなかった. 相対性理論は当時は科学者たちでさえ受け入れにくいもので, 相対性理論を発表したことで逆にノーベル賞を危うくするところだったのだ. 光は粒子だ! 彼の説明は簡単である. 光は振動数に比例するエネルギーを持った粒であると考えた. ある振動数以上の光の粒は電子を叩き出すのに十分なエネルギーを持っているので金属にあたると電子が飛び出してくる. 光の強さと言うのは波の振幅ではなく, 光の粒の多さであると解釈する. エネルギーの低い粒がいくら多く当たっても電子を弾くことは出来ない. しかしあるレベルよりエネルギーが高ければ, 光の粒の個数に比例した数の電子を叩き出すことが出来る. 他にも光が粒々だという証拠は当時数多く出てきている. 物を熱した時に光りだす現象(放射)の温度と光の強さの関係を一つの数式で表すのが難しく, ずっと出来ないでいたのだが, プランクが光のエネルギーが粒々(量子的)であるという仮定をして見事に一つの数式を作り出した. (1900 年)これは後で統計力学のところで説明することにしよう. とにかく色々な実験により, 光は振動数 に比例したエネルギー, を持つ「粒子」であることが確かになってきたのである. この時の比例定数 を「 プランク定数 」と呼ぶ. それまで光は波だと考えていたので, 光の持つ運動量は, 運動量密度 とエネルギー密度 を使った関係式として という形で表していた. しかし, 光が粒だということが分かったので, 光の粒子の一つが持つエネルギーと運動量の関係が(密度で表す必要がなくなり), と表せることになった. コンプトン散乱 豆知識としてこういう事も書いておくことにしよう. X 線を原子に当てた時, 大部分は波長が変わらないで反射されるのだが, 波長が僅かに長くなって出て来る事がある. これは光と電子が「粒子として」衝突したと考えて, 運動量保存則とエネルギー保存則を使って計算するとうまく説明できる現象である. ただし, 相対論的に計算する必要がある. これについてはまた詳しく調べて考察したいことがある.
光は電磁波だ! 電磁気学はマックスウェルの方程式と呼ばれる 4 つの方程式の組にまとめることが出来る. この 4 つを組み合わせると波動方程式と呼ばれる形になるのだが, これを解けば波の形の解が得られる. その波(電磁波)の速さが光の速さと同じであった事から光の正体は電磁波であるという強い証拠とされた. と, この程度の解説しか書いてない本が多いのだが, 速度が同じだというだけで同じものだと言い切ってしまったのであれば結論を急ぎすぎている. この辺りは私も勉強不足で, 小学校の頃からそうなのだと聞かされて当たり前に思っていたので鵜呑みにしてしまっていた. しかし少し考えればこれ以外にも証拠はいくらでもあって, 電磁波と同様光が横波であることや, 物質を熱した時に出てくる放射(赤外線や可視光線, 紫外線), 高エネルギーの電子を物質にぶつけた時に発生するエックス線などの発生原理が電磁波として説明できることから光が電磁波だと結論できるのである. (この辺りの事については後で電磁気学のページを開いた時にでも詳しく説明することにしよう. ) 確かにここまでわざわざ説明するのは面倒だし, 物理の学生を相手にするには必要ないだろう. とにかく, 速度が同じであったことはその中でも決定的な証拠であったのだ. 昔から光の回折現象や屈折現象などの観察により光が波であることが分かっていたので, 電磁波の発見は光の正体を説明する大発見であった. ところが! 光がただの波だと考えたのでは説明の出来ない現象が発見されたのだ. この現象は「 光電効果 」と呼ばれているのだが, 光を金属に当てた時, 表面の電子が光に叩き出されて飛び出してくる. 金属は言わば電子の塊なのだ. ちなみに金属の表面に光沢があるのは表面の電子が光を反射しているからである. ところが, どんな光を当てても電子が飛び出してくるわけではない. 条件は振動数である. 振動数の高い光でなければこの現象は起きない. いくら強い光を当てても無駄なのだ. 金属の種類によってこの最低限必要な振動数は違っている. そして, その振動数以上の光があれば, 光の強さに比例して飛び出してくる電子の数は増える. 光が普通の波だと考えるなら, 光の強さと言うのは波の振幅に相当する. 強い光を当てればそれだけ波のエネルギーが強いので, 電子はいくらでも飛び出してくるはずだ.
© 2015 EPFL といっても、何がどうすごいのかがとてもわかりづらいわけですが、なぜこれを撮影するのがそんなにすごいことなのか、どのようにして撮影したのかをEPFLがアニメーションムービーで解説していて、これを見れば事情がわりと簡単に把握できます。 Two-in-one photography: Light as wave and particle! - YouTube アインシュタインといえば「特殊相対性理論」「一般相対性理論」などで知られる20世紀の物理学者です。19世紀末まで「光は波である」という考え方が主流でしたが、それでは「光電効果」などの説明がつかなかったところに、アインシュタインは「光をエネルギーの粒子(光量子)だと考えればいい」と、17世紀に唱えられていた粒子説を復活させました。 この「光量子仮説」による「光電効果の法則の発見等」でアインシュタインはノーベル物理学賞を受賞しました。 その後、時代が下って、光は「波」と…… 「粒子」の、両方の性質を持ち合わせていると考えられるようになりました。 しかし、問題は光が波と粒子、両方の性質を現しているところを誰も観測したことがない、ということ。 そこでEPFLの研究者が考えた方法がコレです。まず直径0. 00008mmという非常に細い金属製のナノワイヤーを用意し、そこにレーザーを照射します。 ナノワイヤー中の光子はレーザーからエネルギーを与えられ振動し、ワイヤーを行ったり来たりします。光子が正反対の方向に運動することで生まれた新たな波が、実験で用いられる光定在波となります。 普段、写真を撮影するときはカメラのセンサーが光を集めることで像を結んでいます。 では、光自体の撮影を行いたいというときはどうすればいいのか……? 光があることを示せばいい、ということでナノワイヤーに向けて電子を連続で打ち出すことにします。 運動中の光子 そこに電子がぶつかると、光子は速度を上げるか落とすかします。 変化はエネルギーのパケット、量子として現れます。 それを顕微鏡で確認すれば…… 「ややっ、見えるぞ!」 そうして撮影されたのが左側に掲載されている、世界で初めて光の「粒子」と「波」の性質を同時に捉えた写真である、というわけです。 実際に撮影した仕組みはこんな感じ なお、以下にあるのが撮影するのに成功した顕微鏡の実物です この記事のタイトルとURLをコピーする
光は波?-ヤングの干渉実験- ニュートンもわからなかった光の正体 光の性質について論争・実験をしてきた人々
画像2: 深海モンブラン 和栗プリン2 ■沼津深海プリン工房の"深海スイーツ"専門店の6つの特徴 1. 1日2, 000個以上売れる"深海"がコンセプトのプリン専門店がプロデュースする新商品 2. 静岡県の水族館5館！深海魚好きならチェックすべし！ | FISH PARADISE！. クリームとプリンには選び抜かれた和栗の焼き栗をたっぷり使用 3. 和栗の味を損なわないよう天然素材を調整し仕上げた青く美味しいクリーム 4. クリームの中は、和栗プリンか深海ソフトが選べる 5. 港町をイメージした器は、舟形もしくはたらい形が選べる 6. 添えられたマシュマロは、口の中で泡のように溶ける新食感の生マシュマロ 画像3: 2種類の器 ■商品概要 商品名 : 深海モンブラン フレーバー: 中身「和栗プリン」か「深海ソフト(夏季限定)」から選べる 価格 : 「和栗プリン」1, 100円(税込) 「深海ソフト」1, 200円(税込) URL : ■店舗概要 店舗名 : 沼津深海プリン工房 深海スイーツ 所在地 : 〒410-0845 静岡県沼津市千本港町97 ※沼津深海水族館から徒歩1分 営業時間 : 10時~17時30分 店舗紹介サイト: ■今後の展開 沼津深海プリン工房店舗コンセプトを崩さず、地元の食材や地域性を取り入れ、見た目だけではない拘った商品をお届けしてまいります。地域の企業や様々なブランドとコラボしていきながら、駿河湾の魅力や駿河湾を知って頂くきっかけづくりとして、美味しい"深海スイーツ"をお届けいたします。 ■会社概要 商号 : 株式会社北海物産 本社所在地: 〒411-0907 静岡県駿東郡清水町伏見637-14 代表者 : 代表取締役 岡田 道男
県内にとどまらない人気施設「アクア・トト ぎふ」 岐阜・各務原市にある河川環境楽園内にある水族館「世界淡水魚園 アクア・トト ぎふ」。岐阜県の自然環境や世界に広がる河川環境を実際に生物を観察しながら楽しく学べる水族館です。 淡水生物飼育展示種類が世界有数の本施設は県内だけの人気にとどまらず、国内外にファンを持つ人気の施設です。 そんなアクア・トト ぎふでは魚類を中心に、爬虫類・両生類・鳥類など水辺の生き物の常設展だけでなく、来場者自身が体験できるワークショップや、お正月やクリスマスなど季節に合わせた展示などのイベントを開催しています。 今回はその中でも「トゲにときめくエイの魅力」を発信する「企画展 トゲめくエイ」をご紹介します。 また記事の最後にはアクア・トト ぎふより頂いた「プレゼント」情報もありますのでぜひ最後までご覧ください。 個性爆発なエイにおもわず「トゲ」めく! 2020年12月19日(土)~2021年4月11日(日)の期間、アクア・トト ぎふでは「企画展 トゲめくエイ」が開催されます。 この企画展は平べったい独特の形状だけでなく、個性ある模様や毒のあるトゲをもつ「エイ」を様々なアプローチを通して魅力を再確認する企画展です。 「企画展 トゲめくエイ」とは?※公式サイトより引用 水玉模様や花柄模様の美しいエイ、デンキを出すエイなど、見た目が個性的な種も多いエイの仲間たち。 企画展では、歯の仕組みや危険な毒のトゲ、繁殖についてなど、長い年月をかけ、あらゆる環境にたくましく適応してきた個性豊かなエイとその不思議な生態を紹介します。 おもわず「トゲ」めいてしまうエイの魅力をご堪能ください。 企画展では下記のようなプログラムにて「エイ」を紹介していきます。※プログラム名・内容は公式サイトより引用 エイってなんの仲間? 軟骨魚類の中で板鰓類に属するサメとエイの体について紹介します。 エイの食性と歯 魚たちが何を食べるかによって変わる歯の形。エイはベルトコンベアー式に生え変わる歯をもっています。鏡を設置した水槽で、エイの口やお腹側も観察してみよう。 謎多きエイの繁殖 当館で生まれたエイの赤ちゃんの展示や、交尾や妊娠についてなど、最近分かったことも含めて紹介します。 エイの毒トゲ 毒を持つ棘の実物を展示します。モトロに刺されたことがある館長の体験談を漫画で紹介するコーナーも必見。 エイの発電 電気を出して、エサとなる生き物をしびれさせて捕まえる、シビレエイ。その仕組みの紹介や生体を展示します。 企画展特別販売 トゲめく雑貨たち 水族館や動物園などで生き物を見た後だと、ついつい何か好きになった動物のグッズがほしくなったりしますよね。 企画展 トゲめくエイではアクア・トト館内「ショップ フィッシュタンク」にて淡水エイのクリエイター作品が特別販売されています。需要が高まるエコバッグやかわいらしくデフォルメされたエイの巾着、アクア・トト ぎふのスタッフがデザインしたマスクなど種類は様々!
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個数 : 1 開始日時 : 2021. 08. 09(月)16:13 終了日時 : 2021. 15(日)16:13 自動延長 : あり 早期終了 ※ この商品は送料無料で出品されています。 この商品も注目されています この商品で使えるクーポンがあります ヤフオク! 初めての方は ログイン すると (例)価格2, 000円 1, 000 円 で落札のチャンス! いくらで落札できるか確認しよう! ログインする 現在価格 1, 499円 (税 0 円) 送料 出品者情報 xqnkw606 さん 総合評価: 722 良い評価 100% 出品地域: 沖縄県 新着出品のお知らせ登録 出品者へ質問 支払い、配送 配送方法と送料 送料負担:出品者 送料無料 発送元:沖縄県 海外発送:対応しません 発送までの日数:支払い手続きから1~2日で発送 送料: お探しの商品からのおすすめ