僕は理解が不足しているようです。
電場、磁場、電磁場の違いがよく分からない。
光は電磁波ですよね？
電場、磁場、電磁場の違いがよく分からない。
光は電磁波ですよね？
躍動する磁気圏 磁場から宇宙の謎にせまる（宇宙研ビデオ「宇宙へ飛び出せ」シリーズ第16巻）
電磁気学
これがイマイチ分からなかった・・・
マクスウェルの方程式？
電磁気学（でんじきがく、英語：electromagnetism）は、物理学の分野の1つであり、電気と磁気に関する現象を扱う学問である。工学分野では、電気磁気学と呼ばれることもある。
電磁気学は、電磁的現象を考察の対象とする。電磁的現象としては、
磁石が鉄を引き寄せる事
摩擦した琥珀が軽い物体を引き寄せる事
雷や稲妻
などが古来から知られている。現在では身の周りの殆ど全ての現象が電磁的現象として理解できる事が知られている。
電磁気学は、これらの電磁的現象を電荷と電磁場の相互作用として説明する理論体系である。 電荷は物質に固有の物理量であり、物質と電磁場との結び付きの強さを表す量である。また、電磁場は時空の各点が持っている物理量であり、物質間の電気的作用と磁気的作用を媒介する。
電磁場としては、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの組、もしくは電場と磁場の組を考える。特にこれらの組を区別したい場合には前者を電磁ポテンシャル、後者を電磁場と呼ぶことがある。また、電場・磁場は直接的観測が可能であるが電磁ポテンシャルは観測によって一意に定めることができない。しかし、電場・磁場では説明できないが電磁ポテンシャルでは記述できる現象が存在する（アハラノフ=ボーム効果など）ので、電磁ポテンシャルの方が本質的な物理量であると考えられている。
電磁場は電荷と電流（電荷の流れ）に力を及ぼす。この力をローレンツ力という。逆に、電荷・電流の存在は電磁場に影響を与える。電磁場の振る舞い、及び電荷・電流が電磁場に与える影響はマクスウェル方程式で記述される。このローレンツ力とマクスウェル方程式は電磁気学における最も基礎的な法則である。
マクスウェル方程式の解の1つとして、電磁場の周期的振動である電磁波が得られる。日常的に「光」と言われている物も、実は電磁波の一種である。電磁波は波長や発生機構によって呼び名が変わる。
電気通信などに用いられる波長の長い電磁波は電波、それより波長が短くなると赤外線、可視光線、紫外線、更に波長が短い電磁波は、発生機構によりX線、ガンマ線と呼ばれる。
電磁気学
これがイマイチ分からなかった・・・
マクスウェルの方程式？
電磁気学（でんじきがく、英語：electromagnetism）は、物理学の分野の1つであり、電気と磁気に関する現象を扱う学問である。工学分野では、電気磁気学と呼ばれることもある。
電磁気学は、電磁的現象を考察の対象とする。電磁的現象としては、
磁石が鉄を引き寄せる事
摩擦した琥珀が軽い物体を引き寄せる事
雷や稲妻
などが古来から知られている。現在では身の周りの殆ど全ての現象が電磁的現象として理解できる事が知られている。
電磁気学は、これらの電磁的現象を電荷と電磁場の相互作用として説明する理論体系である。 電荷は物質に固有の物理量であり、物質と電磁場との結び付きの強さを表す量である。また、電磁場は時空の各点が持っている物理量であり、物質間の電気的作用と磁気的作用を媒介する。
電磁場としては、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの組、もしくは電場と磁場の組を考える。特にこれらの組を区別したい場合には前者を電磁ポテンシャル、後者を電磁場と呼ぶことがある。また、電場・磁場は直接的観測が可能であるが電磁ポテンシャルは観測によって一意に定めることができない。しかし、電場・磁場では説明できないが電磁ポテンシャルでは記述できる現象が存在する（アハラノフ=ボーム効果など）ので、電磁ポテンシャルの方が本質的な物理量であると考えられている。
電磁場は電荷と電流（電荷の流れ）に力を及ぼす。この力をローレンツ力という。逆に、電荷・電流の存在は電磁場に影響を与える。電磁場の振る舞い、及び電荷・電流が電磁場に与える影響はマクスウェル方程式で記述される。このローレンツ力とマクスウェル方程式は電磁気学における最も基礎的な法則である。
マクスウェル方程式の解の1つとして、電磁場の周期的振動である電磁波が得られる。日常的に「光」と言われている物も、実は電磁波の一種である。電磁波は波長や発生機構によって呼び名が変わる。
電気通信などに用いられる波長の長い電磁波は電波、それより波長が短くなると赤外線、可視光線、紫外線、更に波長が短い電磁波は、発生機構によりX線、ガンマ線と呼ばれる。
結局、訳が分からなくなる・・・
専門は半導体物性。実験物理だったので、理論はあまり分からなくても問題なかった・・・
というか、理論と実際は別世界である・・・
理学は、いかにして正しい理論を構築するか？
工学は、いかにして実用的なものを作るか？
僕は物理工学の専攻なので、後者です。
会社では、半導体の設計自動化、つまり、CADの仕事をしたので、物理学は大まかにしか分かりません。
ろうそくの炎もプラズマですか？
プラズマって、特殊なものだと思っていた。
核融合炉を作るときのお話かと思っていた。
太陽からは、電磁波だけが飛んできているのかと思っていた。
光が電磁波か、光子か？
太陽風は物質が飛んできているようですね・・・
プラズマ は、気体を構成する分子が部分的に、または完全に電離し、陽イオンと電子に別れて自由に運動している状態である。プラズマ中の電荷は、異符号の電荷を引き付けるため、全体として電気的に中性な状態に保たれる。また、構成粒子が電荷をもつため、粒子は電磁場を通して遠隔的な相互作用をすることができ、離れた領域にある粒子の運動に依存したふるまいをする。このように、分子からなる気体とは大きく異なった性質をもつため、プラズマは物質の三態、すなわち固体、液体、気体とは異なった、物質の第四態といわれる。
太陽の表面には、コロナと呼ばれる100万度以上の密度の低い薄い大気がある。このような超高温では、気体が電子とイオンに電離したプラズマ状態になっており、太陽の重力でも、このコロナガスを繋ぎ止めることができず、陽子や電子が放出される。電気を帯びた粒子（プラズマ）が放出されたものが太陽風[1]と呼ばれる。
太陽風には太陽内の水素・ヘリウムおよびそれらの同位体が含まれており、月などの大気のない天体表面にはそれらが堆積している。特に核融合燃料として有望なヘリウム3が月面に豊富に堆積している事が確認されており、その利用が月開発の目標の一つとなっている。
電気工学[編集]
ローレンツ力が作用する導体中の電子の運動をオームの法則（電流は電場に比例する、という法則）で近似し、電場の時間変化による磁場の生成（マクスウェル方程式の一部）を無視すると、準定常電流の理論が得られる。この理論は、電気工学の基礎理論であり、現代のエレクトロニクスの基礎を成している。
電磁光学[編集]
電磁光学は、光は電磁波であるという立場から光の性質を論ずる学問である。ここでも電磁気学におけるマクスウェル方程式が基礎となっている。
量子力学[編集]
19世紀末、多くの物理学者は「全ての物理現象はニュートン力学、ローレンツ力、マクスウェル方程式で原理的には説明できる」と考えていた。
しかしその後、ニュートン力学と電磁気学では説明できない現象が次々に発見された。光電効果、黒体放射のエネルギー密度、コンプトン効果は光を粒子であると考えると説明できるが、このことは電磁気学における「光は電磁波である」という描像に反する。また、電磁気学によればラザフォードの原子模型は安定に存在しえないことが結論づけられるが、実際の原子は安定である。
ニュートン力学・電磁気学で記述できないようなこれらの現象を記述しようと努力した結果が、量子力学という全く新しい物理学の誕生である。
1940年代には、電磁気学の量子論である量子電磁力学（QED）が完成した。量子電磁力学では、電磁場と荷電粒子の場の両方が量子化され、荷電粒子間の相互作用は電磁場の量子である光子の交換として理解される。
特殊相対性理論[編集]
マクスウェル方程式によると、真空中の電磁波の速度は慣性系の選び方によらない基本的な物理定数（真空の誘電率と透磁率）だけで定まる。実際、真空中の光速は慣性系によらず一定であること（光速度不変の原理）は実験的に立証されている。特殊相対性理論は、この光速度不変の原理と特殊相対性原理を指導原理として、アインシュタインが構築した理論である。
地磁気（ちじき、英: geomagnetism[1]、Earth's magnetic field）は、地球が持つ磁性（磁気）である。及び、地磁気は、地球により生じる磁場（磁界）である。
専門は半導体物性。実験物理だったので、理論はあまり分からなくても問題なかった・・・
というか、理論と実際は別世界である・・・
理学は、いかにして正しい理論を構築するか？
工学は、いかにして実用的なものを作るか？
僕は物理工学の専攻なので、後者です。
会社では、半導体の設計自動化、つまり、CADの仕事をしたので、物理学は大まかにしか分かりません。
このビデオは驚きでした。
ありふれた恒星の太陽とその惑星から成る太陽系で起きているドラマが摩訶不思議でした。
バードマンのカバー範囲は太陽系です。人類が探査できる限界じゃないかと思います。
個人的には、以下のように理解していました。
存在とはエネルギーが形象化された現象である。時間とはエネルギーの遷移である。そして、宇宙はエネルギーの連鎖で形成されている。なおかつ、その連鎖は不可逆過程である。空間はエネルギーの相対的関係から発生する。宇宙はフェノミナであり、物質もフェノミナであり、生命もフェノミナである。
太陽から、電磁波（光）によってエネルギーが伝播してくる。太陽自体は核融合反応をしており、その過程でエネルギーの一部が電磁波となり空間を伝播する。月は太陽の電磁波を反射している鏡のようなものである。火は化学反応で発生するが、その過程でもエネルギーの一部が電磁波となり空間を伝播する。
エネルギーが場を形成しフェノミナとして物質化し、フェノミナは場を通してダイナミックに干渉しあっている。宇宙はエネルギーがダイナミックに変化するフェノミナである。宇宙は生きている限り、真の意味でスタティックではない。
生命はエネルギーのひとつのフェノミナである。時空は重力場と電磁場を形成している。物質はフェノミナである。物質は４つの力を有している。引力、電磁力、強い核力、弱い核力。存在は時空の中で動的に流れているフェノミナを静的に捉えたものにすぎない。つまり、観測できたフェノミナを存在と呼ぶ。
引力は物質が持つ摩訶不思議な力、引きあうのみである。一方、電磁力は引力と斥力を持つ摩訶不思議な力。性質が同じものは反発しあう。性質が違うものは引きつけあう。
化学反応では質量不変の法則が成立する。火が発生するとき、光が見えるということは、光が電磁場を通じて伝播している。化学反応で発生した光エネルギー対して質量は減らない。これに対しては、化学反応により電子などのエネルギー順位の差が熱エネルギー、光エネルギーに変わったと説明される。物質に元来内包していたエネルギーが波となって放出されただけだ。よって、質量は不変である。
ありふれた恒星の太陽とその惑星から成る太陽系で起きているドラマが摩訶不思議でした。
バードマンのカバー範囲は太陽系です。人類が探査できる限界じゃないかと思います。
個人的には、以下のように理解していました。
存在とはエネルギーが形象化された現象である。時間とはエネルギーの遷移である。そして、宇宙はエネルギーの連鎖で形成されている。なおかつ、その連鎖は不可逆過程である。空間はエネルギーの相対的関係から発生する。宇宙はフェノミナであり、物質もフェノミナであり、生命もフェノミナである。
太陽から、電磁波（光）によってエネルギーが伝播してくる。太陽自体は核融合反応をしており、その過程でエネルギーの一部が電磁波となり空間を伝播する。月は太陽の電磁波を反射している鏡のようなものである。火は化学反応で発生するが、その過程でもエネルギーの一部が電磁波となり空間を伝播する。
エネルギーが場を形成しフェノミナとして物質化し、フェノミナは場を通してダイナミックに干渉しあっている。宇宙はエネルギーがダイナミックに変化するフェノミナである。宇宙は生きている限り、真の意味でスタティックではない。
生命はエネルギーのひとつのフェノミナである。時空は重力場と電磁場を形成している。物質はフェノミナである。物質は４つの力を有している。引力、電磁力、強い核力、弱い核力。存在は時空の中で動的に流れているフェノミナを静的に捉えたものにすぎない。つまり、観測できたフェノミナを存在と呼ぶ。
引力は物質が持つ摩訶不思議な力、引きあうのみである。一方、電磁力は引力と斥力を持つ摩訶不思議な力。性質が同じものは反発しあう。性質が違うものは引きつけあう。
化学反応では質量不変の法則が成立する。火が発生するとき、光が見えるということは、光が電磁場を通じて伝播している。化学反応で発生した光エネルギー対して質量は減らない。これに対しては、化学反応により電子などのエネルギー順位の差が熱エネルギー、光エネルギーに変わったと説明される。物質に元来内包していたエネルギーが波となって放出されただけだ。よって、質量は不変である。
ろうそくの炎もプラズマですか？
プラズマって、特殊なものだと思っていた。
核融合炉を作るときのお話かと思っていた。
太陽からは、電磁波だけが飛んできているのかと思っていた。
光が電磁波か、光子か？
太陽風は物質が飛んできているようですね・・・
プラズマ は、気体を構成する分子が部分的に、または完全に電離し、陽イオンと電子に別れて自由に運動している状態である。プラズマ中の電荷は、異符号の電荷を引き付けるため、全体として電気的に中性な状態に保たれる。また、構成粒子が電荷をもつため、粒子は電磁場を通して遠隔的な相互作用をすることができ、離れた領域にある粒子の運動に依存したふるまいをする。このように、分子からなる気体とは大きく異なった性質をもつため、プラズマは物質の三態、すなわち固体、液体、気体とは異なった、物質の第四態といわれる。
太陽の表面には、コロナと呼ばれる100万度以上の密度の低い薄い大気がある。このような超高温では、気体が電子とイオンに電離したプラズマ状態になっており、太陽の重力でも、このコロナガスを繋ぎ止めることができず、陽子や電子が放出される。電気を帯びた粒子（プラズマ）が放出されたものが太陽風[1]と呼ばれる。
太陽風には太陽内の水素・ヘリウムおよびそれらの同位体が含まれており、月などの大気のない天体表面にはそれらが堆積している。特に核融合燃料として有望なヘリウム3が月面に豊富に堆積している事が確認されており、その利用が月開発の目標の一つとなっている。
磁場（磁気圏）が発生する理由は何だろうか？
世の中は進歩している。
地球惑星物理学？
太陽系物理学？
宇宙物理学？
マクロの物理学です。
僕が学んだのは、どちらかと言えば、ミクロの物理学です。
太陽系が実験場なんですね？
世の中は進歩している。
地球惑星物理学？
太陽系物理学？
宇宙物理学？
マクロの物理学です。
僕が学んだのは、どちらかと言えば、ミクロの物理学です。
太陽系が実験場なんですね？
電気工学[編集]
ローレンツ力が作用する導体中の電子の運動をオームの法則（電流は電場に比例する、という法則）で近似し、電場の時間変化による磁場の生成（マクスウェル方程式の一部）を無視すると、準定常電流の理論が得られる。この理論は、電気工学の基礎理論であり、現代のエレクトロニクスの基礎を成している。
電磁光学[編集]
電磁光学は、光は電磁波であるという立場から光の性質を論ずる学問である。ここでも電磁気学におけるマクスウェル方程式が基礎となっている。
量子力学[編集]
19世紀末、多くの物理学者は「全ての物理現象はニュートン力学、ローレンツ力、マクスウェル方程式で原理的には説明できる」と考えていた。
しかしその後、ニュートン力学と電磁気学では説明できない現象が次々に発見された。光電効果、黒体放射のエネルギー密度、コンプトン効果は光を粒子であると考えると説明できるが、このことは電磁気学における「光は電磁波である」という描像に反する。また、電磁気学によればラザフォードの原子模型は安定に存在しえないことが結論づけられるが、実際の原子は安定である。
ニュートン力学・電磁気学で記述できないようなこれらの現象を記述しようと努力した結果が、量子力学という全く新しい物理学の誕生である。
1940年代には、電磁気学の量子論である量子電磁力学（QED）が完成した。量子電磁力学では、電磁場と荷電粒子の場の両方が量子化され、荷電粒子間の相互作用は電磁場の量子である光子の交換として理解される。
特殊相対性理論[編集]
マクスウェル方程式によると、真空中の電磁波の速度は慣性系の選び方によらない基本的な物理定数（真空の誘電率と透磁率）だけで定まる。実際、真空中の光速は慣性系によらず一定であること（光速度不変の原理）は実験的に立証されている。特殊相対性理論は、この光速度不変の原理と特殊相対性原理を指導原理として、アインシュタインが構築した理論である。
地磁気（ちじき、英: geomagnetism[1]、Earth's magnetic field）は、地球が持つ磁性（磁気）である。及び、地磁気は、地球により生じる磁場（磁界）である。
地磁気の成因の99%は地球内部にあり、1%は地球外（太陽表面から荷電粒子等）にある。ガウスは、地磁気のデータから、地球の磁場の成因の99%は地球内部にあることを証明し、80%は双極子（棒磁石）で説明できることを明らかにした。
宇宙線（うちゅうせん、英: Cosmic ray[1]）は、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線のことである[2]。主な成分は陽子であり、アルファ粒子、リチウム、ベリリウム、ホウ素、鉄などの原子核が含まれている[3]。地球にも常時飛来している。
宇宙線のほとんどは銀河系内を起源とし、超新星残骸などにより加速されていると考えられている。これらは、銀河磁場で銀河内に長時間閉じ込められるため、銀河内物質との衝突で破砕し、他の原子核に変化することがある。実際、Li、Be、B、Sc、Vなどの元素の存在比が、太陽系内のものと宇宙線中とで大きく異なることが知られている。このため、宇宙線の元素比や同位元素の存在比を測定することで、宇宙線の通過した物質量を推測することが出来る。
宇宙線（うちゅうせん、英: Cosmic ray[1]）は、宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線のことである[2]。主な成分は陽子であり、アルファ粒子、リチウム、ベリリウム、ホウ素、鉄などの原子核が含まれている[3]。地球にも常時飛来している。
宇宙線のほとんどは銀河系内を起源とし、超新星残骸などにより加速されていると考えられている。これらは、銀河磁場で銀河内に長時間閉じ込められるため、銀河内物質との衝突で破砕し、他の原子核に変化することがある。実際、Li、Be、B、Sc、Vなどの元素の存在比が、太陽系内のものと宇宙線中とで大きく異なることが知られている。このため、宇宙線の元素比や同位元素の存在比を測定することで、宇宙線の通過した物質量を推測することが出来る。
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私達のグループは、東京大学大学院 理学系研究科 地球惑星科学専攻 （理学部 地球惑星物理学科・地球惑星環境学科） に属する講座（研究グループ）です。 宇宙空間物理学・磁気圏物理学・観測惑星学・比較惑星学・惑星物質科学の 各分野の研究者が集結しています。
大学院の研究・教育は、講座所属の教員と、次の研究機関の併任・兼担教員とが、協力しながら遂行しています。
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