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『科学談話室』の話題より | ||
| [danwa:0737] 電場と磁場の違い | |
| Date:Tue, 30 Apr 2002 11:26:29 | From: マック |
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入会のきっかけになった小生の Primitive で Naive な疑問を
恥を忍んで ぶっつけてみます。それは： 磁場(Magnetic Field) と 電場(Electoric Field) の本質的な 違いを知りたい。 ということです。磁場が動けば電流が流れ、電流が流れれば 電場を生じるという関係は理解していますが、磁場と電場が それぞれ独立して存在する場合、見分けることができるので しょうか。この歳になって未だに孫にも説明できずにいます。 どなたか 教えてください。 | |
| [danwa:0738] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date:Tue, 30 Apr 2002 13:38:18 | From: apj |
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>ということです。磁場が動けば電流が流れ、電流が流れれば >電場を生じるという関係は理解していますが、磁場と電場が >それぞれ独立して存在する場合、見分けることができるので >しょうか。この歳になって未だに孫にも説明できずにいます。 独立して存在、という状況をもう少し詳しくおねがいします。 単に箱、というか空間があって、見えないけどそこに静磁場が あるとか静電場がある、というものをイメージすればいいんで しょうか？ それとももっと本質的な意味で？ 相対論まで考えたときの電磁場の式がどうなるか、ということ まで考えると別の話になりそうですし。 | |
| [danwa:0739] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date:Tue, 30 Apr 2002 20:53:06 | From: マック |
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マックです。 早速の ご返信メールを有難うございます。 > 独立して存在、という状況をもう少し詳しくおねがいします。 > 単に箱、というか空間があって、見えないけどそこに静磁場が > あるとか静電場がある、というものをイメージすればいいんで > しょうか？ 電場と磁場というのは 例えば、地球は大きな磁石になっている ので、地球の周辺には磁場があるとか、高圧線の周辺には電場 があるというように、それが存在する状況(原因)と共に説明され ることが一般のように思います。その原因が見えないとき、それ が磁場であるとか、電場であると決めるのに本質的な違いは何な のかが知りたいのです。おっしゃるように 或る空間があって、 見えないけど そこに静磁場があるとか静電場がある、というも のをイメージして、取敢えず ご説明ください。 > それとももっと本質的な意味で？ > 相対論まで考えたときの電磁場の式がどうなるか、ということ > まで考えると別の話になりそうですし。 小生の知識では そこまでは期待しても理解できないと思いますが、 そうでなければ、説明不可能だといわれれば、それも ご説明頂き たく思います。但し、残念ながら 小生は古い化学屋で数学は苦手 です。よろしく お願い申上げます。 | |
| [danwa:0740] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date:Sat, 4 May 2002 08:50:36 | From: 浜口 |
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談話室のみなさん，マックさん，こんにちは． （[danwa:0739]マックさん） > その原因が見えないとき、それ >が磁場であるとか、電場であると決めるのに本質的な違いは何な >のかが知りたいのです。 電場は「電荷が力を受ける場所」，磁場は「磁荷が力を受ける場 所」です． 磁石を置いたとき磁石が力を受ければ，磁場です． （磁石が力を受けないなら磁場ではない） 帯電物体(電荷を帯びた物体)を置いたとき力を受ければ，電場で す．（帯電物体が力を受けないなら電場ではない） こんなところでいかがでしょう． 浜口 | |
| [danwa:0741] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Sat, 4 May 2002 12:51:37 | From:マック |
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マックです。 浜口さん ご返信メール有難うございます。 > 電場は「電荷が力を受ける場所」，磁場は「磁荷が力を受ける場 > 所」です． > 磁石を置いたとき磁石が力を受ければ，磁場です． > （磁石が力を受けないなら磁場ではない） > 帯電物体(電荷を帯びた物体)を置いたとき力を受ければ，電場で > す．（帯電物体が力を受けないなら電場ではない） 単純明快です。有難うございます。連休で息子夫婦二組が孫達 (計６人)を連れて帰って来てくれました。目下１２名の大所帯 になっています。歓迎モードが一段落したところで、息子達に この問題を提起しました。 静止している電荷の周囲には電場が、磁石の周りには磁場が発生 し、動いている電荷の周りの空間には電場と磁場が同時に生じる ので電磁場と一括して呼ばれる。電磁場の波動が伝播するのが 電磁波であることなどを あらためて教わりました。小生自身が 電流の周囲に生じるのが電場、磁石の周りに存在するのが磁場 だと 間違って思い込んでいたのが、思考を混乱させていた原因 がありました。つまらぬ質問をして申し訳ございませんでした。 ところで --- 電磁波障害を防ぐフィルターやエプロンは電場は防いでも、磁場 は遮蔽できないと聞きましたが、どういうわけでしょう。ヒトを 含めて 本来 磁場で生存し、進化してきた生物には磁場そのもの は悪影響がないということならば、問題ないのですが、磁場に 多少でも健康に対する悪影響があるとすれば、強力な磁場を伴う リニアモーターによる 新々幹線 の乗務員や乗客は 果して安全 なのでしょうか。 逆に 磁場だけを吸収するというような物質はないのでしょうか。 あれば、電場を独立して存在させることができて、何かに応用 できそうに思いますが。 まだ 解っていないな と思われるでしょうけれど、日頃、電磁波 障害 に対して注意するべきことは どんなことでしょう。 質問が次々に飛躍し、レベルもまちまちなので、ご迷惑だと思い ますが、お暇な折に ご教示ください。 | |
| [danwa:0742] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Sun, 5 May 2002 01:40:29 | From:浦田 |
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浦田と申します。 > まだ 解っていないな と思われるでしょうけれど、日頃、電磁波 > 障害 に対して注意するべきことは どんなことでしょう。 携帯やＰＨＳを使うときは必ずイヤホンマイクを使用する。これ だけは子供達に強く指導しておいたほうがいいと思います。 私も、少しお聞きします。 自作の電気軽トラックに乗っていて。座席の真横を時々ＤＣ２０ ０Ａが流れています。５ｃｍ間隔の平行線です。その２本の線の上 に方位磁石を乗せても加速時５度位ピクッと動く程度です。打ち消 し合っているから大丈夫だろうと勝手に思っています。これなら電 車内、架線→パンタグラフ→電車→線路というループの中の磁場の 方が大きいと思われます。（電車内の方位磁石が加速時と減速時で 進行方向に直角に反転する現象を見て。） 一つ一つの電子と陽子・電子の相互作用の合算が０であるだけ で、ミクロ的には月の潮汐力のような力が働いているのでしょうか ？ | |
| [danwa:0743] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Sun, 5 May 2002 10:27:06 | From:マック |
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マックです。 浦田さん ご返信メールを有難うございます。 > 携帯やＰＨＳを使うときは必ずイヤホンマイクを使用する。これ > だけは子供達に強く指導しておいたほうがいいと思います。 ケイタイ本体を鞄に入れて、身体から離しておくという意味なの かな と推測していますが、正直なところ、これも 知らなかった ルールです。どういう理由によるものでしょう？ | |
| [danwa:0744] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Sun, 5 May 2002 13:55:45 | From:浜口 |
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みなさん，こんにちは． まず，静電場・静磁場と，電磁波との違いを明確にしたほうがよ さそうですね． （「静」は「時間的に変動しない」の意味） ・静電場は独立して存在できます． （帯電物体の周囲など） ・静磁場は独立して存在できます． （ふつうの磁石の周囲など） ・変動する磁場は電場を発生させます． （ファラデーの法則） ・電流および変動する電場は磁場を発生させます． （アンペール・マクスウェルの法則） ・電磁波は「変動する電場と変動する磁場が連鎖的にお互いに支え あって持続する動き」です． さて， （[danwa:0741]マックさん） >電磁波障害を防ぐフィルターやエプロンは電場は防いでも、磁場 >は遮蔽できないと聞きましたが、どういうわけでしょう。 フィルターやエプロンの素材を知りませんので，たぶん導体だろ うと想像して話を進めます． 導体は，導体内の(自由に動ける)電荷が(外部からかけられた)電 場から力を受けて移動することによって，電場を打ち消します． 静電場であろうが変動電場であろうが，電場を遮蔽します． 導体は動ける磁荷を持たないので，磁場を遮蔽することはできま せん． 導体に電磁波がやってくると，電場が消されます．すると，電場 と磁場の連鎖が断ち切られるので，電磁波も途絶えます． 結果的に，電磁波に伴う磁場も消えます． 導体は，静磁場を遮蔽することはできないが，電磁波を遮蔽する ことはできるわけです． >逆に 磁場だけを吸収するというような物質はないのでしょうか。 静磁場は遮蔽するが静電場は通す，というような物質ですね． うーん，どうでしょう？？ ちょっと思いつかないですね． >日頃、電磁波障害 に対して注意するべきことは どんなことでしょう。 電磁波にせよ放射線にせよ，浴びないほうがいいに決まってるん ですが，日常生活で，浴びないというわけにはいきません． 許容量が問題になると思います． それ以上は私にはわかりません． 浦田さんのおっしゃるように，携帯電話利用時はイヤホンマイク を使うべきなのかもしれません． ひとつ買ってみようかな． 浜口 | |
| [danwa:0745] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Sun, 5 May 2002 15:42:47 | From:マック |
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マックです。 浜口さん： 整理の行き届いた ご返信メールに感謝致します。 お答えを 逐一 繰返すことは避けますが、流石に血の巡りの 悪い頭でも 徐々に 正しいイメージが わきはじめています。 有難うございます。 > 導体は，導体内の(自由に動ける)電荷が(外部からかけられた) > 電場から力を受けて移動することによって，電場を打ち消します． > 静電場であろうが変動電場であろうが，電場を遮蔽します． > > 導体は動ける磁荷を持たないので，磁場を遮蔽することはできま > せん． > > 導体に電磁波がやってくると，電場が消されます．すると，電場 > と磁場の連鎖が断ち切られるので，電磁波も途絶えます． > 結果的に，電磁波に伴う磁場も消えます． > > 導体は，静磁場を遮蔽することはできないが，電磁波を遮蔽する > ことはできるわけです． この説明でフィルターやエプロンの効果がよく理解できました。 > 電磁波にせよ放射線にせよ，浴びないほうがいいに決まってるん > ですが，日常生活で，浴びないというわけにはいきません． > 許容量が問題になると思います． 随分 昔の話ですが、高圧線の多い門真市で白血病患者が 通常 の１０倍も多いという新聞記事があったことを記憶しています。 電磁波はヒトにとって８０％以上の情報を獲得する視覚という の五感の一つに重要な要素ですから、ゼロということは考えら れないでしょうけれど、有害な紫外線などの電磁波を避ける方 が好いことは わかっているつもりですが、高圧線が発生源に なる電磁波は どういう波長のものなのでしょう？ | |
| [danwa:0746] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Tue, 7 May 2002 11:12:57 | From:apj |
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マックさん wrote: >>随分 昔の話ですが、高圧線の多い門真市で白血病患者が 通常 >の１０倍も多いという新聞記事があったことを記憶しています。 この手の疫学調査って、どの程度再現してるんでしょうか。 カロリンスカレポートは有意差有りでしたが、他の調査で差が無かったり と、よくわかりません。それだけ難しい調査だということなんでしょうかね。 | |
| [danwa:0747] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Tue, 7 May 2002 13:48:45 | From:マック |
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マックです。 apjさん ご返信メール有難うございます。 > この手の疫学調査って、どの程度再現してるんでしょうか。 > カロリンスカレポートは有意差有りでしたが、他の調査で差が無かったり > と、よくわかりません。それだけ難しい調査だということなんでしょうかね。 素人は すぐに信用してしまいますから、新聞記事 や テレビの 報道は 信憑性のいかんに関らず、電磁波そのものより怖い一面が あります。ＷＨＯが１９９６年以来、５ヵ年計画で調査した結果 は どうだったのか、こちらは 全く記憶にありません。こちらの 方が大事だったのですが --- 。誰方か ご存知の方は教えてくだ さい。 | |
| [danwa:0748] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Wed, 8 May 2002 00:15:59 | From:浦田 |
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浦田です。 マックさん： > 随分 昔の話ですが、高圧線の多い門真市で白血病患者が 通常 > の１０倍も多いという新聞記事があったことを記憶しています。 > 電磁波はヒトにとって８０％以上の情報を獲得する視覚という > の五感の一つに重要な要素ですから、ゼロということは考えら > れないでしょうけれど、有害な紫外線などの電磁波を避ける方 > が好いことは わかっているつもりですが、高圧線が発生源に > なる電磁波は どういう波長のものなのでしょう？ 今だ起こらない危険を想像し回避する能力。問題が出てから解く 受験社会で失いつつある前頭葉を使う習慣を大切にしたいですね。 悪影響があるとしたらどういう理由が考えられるのか。想像の尽き るまで出し合うのは有意義だと思います。 １、単位時間当たりに上昇する電圧変化量が問題なのではないか？ ２、無声放電によって何か発生するのか？ ３、高電界 ４、磁場 他？ ３について、 ５０万Ｖ送電線の最低高さは１８ｍくらいだそうです。送電線の 三相三線の一本はアースされているのでしょうか？もしそうなら５ ０万Ｖ線の地上高さが５０ｍだと電界は１万Ｖ/ｍ。さて、ここか ら、どうつなげよか。どなたか手伝ってください。 | |
| [danwa:0749] Re: 電場と磁場の違い | |
| Date: Wed, 8 May 2002 08:47:27 | From:マック |
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マックです。 浦田さん：レスポンス有難うございます。 > 悪影響があるとしたらどういう理由が考えられるのか。想像の尽き > るまで出し合うのは有意義だと思います。 電界や磁界、電磁波の害については 未だに曖昧で、対策も 模索中という感じですが、はっきりさせて欲しいものです。 > ５０万Ｖ送電線の最低高さは１８ｍくらいだそうです。送電線の > 三相三線の一本はアースされているのでしょうか？もしそうなら５ > ０万Ｖ線の地上高さが５０ｍだと電界は１万Ｖ/ｍ。さて、ここか > ら、どうつなげよか。どなたか手伝ってください。 残念ながら、電気に弱い小生には むしろチンプンカンプン なのですが 、恐ろしい印象を受けます。どなたか解説して ください。 | |
| [danwa:0758]Re: 電場と磁場の違い | |
| Tue, 21 May 2002 21:28:15 | From: 長谷川 |
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談話室のみなさん、こんばんは。長谷川です。
マックさん [danwa:0745] > 電磁波はヒトにとって８０％以上の情報を獲得する視覚という > の五感の一つに重要な要素ですから、ゼロということは考えら > れないでしょうけれど、有害な紫外線などの電磁波を避ける方 > が好いことは わかっているつもりですが、高圧線が発生源に > なる電磁波は どういう波長のものなのでしょう？ 電磁波という同じ仲間でも、その波長の違いで全然性質が違う…というか、性 質(人間に対する影響も含めて)が全然違うので、違う名前がついていると言え るんじゃないでしょうか。 高圧線というか電線からの電磁波は、ほとんどが６０Ｈｚ(関東では５０Ｈｚ) の振動数のものでしょうね。 波長は光速÷振動数ですから、なんと５０００ｋｍ！でも、１波長の距離を進 むまでにほとんど消えてしまうので、あまり波というイメージじゃないですね。 電磁波の中でも、γ線・Ｘ線・紫外線については、人体にどのくらい有害かと いうこともかなりわかっているのですが、このような長波長の電磁波、言い換 えればゆっくりとした電場の振動がどのくらい人体に影響があるのか、影響が あるのかないのかも含めて、まだよくわかっていないというのが正直なところ でしょう。 浦田さん [danwa:0748] > ５０万Ｖ送電線の最低高さは１８ｍくらいだそうです。送電線の > 三相三線の一本はアースされているのでしょうか？もしそうなら５ > ０万Ｖ線の地上高さが５０ｍだと電界は１万Ｖ/ｍ。さて、ここか > ら、どうつなげよか。どなたか手伝ってください。 非常に広い金属板２枚を、５０ｍの間隔で平行に置いて、その間に５０万Ｖの 電圧をかければ、２つの金属板の間の電場の強さは１万Ｖ／ｍになります。 でも今の場合、電線という線状のものと地面の間ですから、電線から地面まで 一定の強さの電場になるわけではありません。電線のまわりは電場が強くて、 遠ざかるにつれて弱くなります。 ましてや、隣に０Ｖや−５０万Ｖの電線があるんですから、その差がもっと顕 著になります。 でも、それじゃぁ具体的にどんな電場になるのか？といわれると、結構めんど くさそうな問題ですねぇ...。 地面が０Ｖですから、地面の代わりに地面に対して対称な位置に反対の電荷が あると考えて…ってやつですね。 ふと思ったんですが、アースしている線を地面に近い方にして(低くして)、残 り２本をそれより高くすれば、地面付近での電場は弱くなりそうな…。 つまり、３本の線の配置によっても、電場は変わってしまいます。 | |
| ・・・さて、この先 話はどうなるのか？お楽しみに！・・・ | |
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