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電磁気って何でみんな理解できるの? @ [物理学板]


電磁気って何でみんな理解できるの?  @ [物理学板]
1: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 21:01:19 ID:ID:cwKJMbKU
電磁気の本を読んでも何を言いたいのかさっぱりわかりません。
本を読んでもちっとも頭に入りません。
電磁気って何でみんな理解できるの?
2: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 21:30:43 ID:ID:8ulMRONG
コイルとかよくわかんないよね
3: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 21:39:37 ID:ID:cwKJMbKU
ほぼ全部わかりません
本を読んでも聞いたことがない外国語のようにわかりません
4: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 21:46:29 ID:ID:
なんか前提になる基礎知識が欠けてるんじゃないの
微分積分、ベクトル解析とか
もしくは選んでる本が悪い
5: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 21:58:35 ID:ID:cwKJMbKU
数学の微積と物理の微積は、同じ微積に思えません。
微積なのに、英語を聞いているみたいにわけがわかりません。
8: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 22:29:49 ID:ID:cwKJMbKU
たとえばε0と出てきただけでわからなくなってびびるんです。
16: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/09(金) 00:24:35 ID:ID:
>>8
ε0ってたぶん真空の誘電率なんだろうけど、出てくる量は最初に出たときに必ず定義の説明があるはず
そういうのを一つ一つ読んでいくだけかと
そういう説明が無いなら、本が悪いので別の本にすべき
9: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 22:32:03 ID:ID:
問題を自分で考えて解かないと理解できないし頭にも入らない。
10: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 22:37:11 ID:ID:
まずわからないことを一つ一つ理解すべし!
一度に全部わからなくてもパニクる必要はないのです^^
11: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/08(木) 22:46:22 ID:ID:
いつもは意地悪な物理板住民も、何故かこの時ばかりは親切
14: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/09(金) 00:03:01 ID:ID:
>>1
ベクトル解析やっときな。
15: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/09(金) 00:21:02 ID:ID:KS4XgKKk
わかんなくてもとにかく計算してれば、しだいに数学に対する嫌悪感はなくなってくる
17: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/09(金) 01:39:09 ID:ID:
わかんなくてもとにかく計算してれば、しだいにわかっていないこと自体がわかんなくなってくる
19: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/09(金) 18:06:38 ID:ID:
電磁気がわからないのはどこか基礎が欠落しているのか。
それとも慣れの問題だけなのかもさっぱり。
わかるという感じがわからないw
21: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 00:07:51 ID:ID:
電磁気なんて適当にやってればいい
専門にする奴以外大して使わん
22: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 00:47:06 ID:ID:
ストークスの定理がなにを言いたいのかもわかりません
物理的に翻訳するとどうなのかさっぱり
馬鹿なので
24: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 02:19:05 ID:ID:
>>22
めちゃくちゃ簡単にいうと

曲面の各点にある「ぐるぐる」を全部あつめると、ぐるぐるが打ち消しあって、外側(曲面のワク)だけが残る。

って定理
25: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 15:50:39 ID:ID:
>>24
何の必要性があってグルグルを集めるのかわからないよ。
曲面の枠って???????
26: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 16:31:35 ID:ID:
>>25
電磁気学で必要になるのは、たぶん微分形から積分形に移動するときの証明に使う程度。
別に必要性がわからないなら、分からなくてもいい。

それよりも、具体的な問題を解いたほうがいいよ。
式をずっと眺めて悩んでても進歩しないよ。
それよりも、抽象的な式を具体的な例に当てはめて解いたほうがいい。

具体的に解ける例は何らかの対称性があるときだけだから、どの演習書を見ても、同じような問題しか載ってない。
とにかく、それを解いてみるべし。矢印のベクトルで書いてある抽象的な式を実際に「成分」(球座標とか使ってね。)で書き下していくうちに意味が分かってくるから。
27: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 17:58:34 ID:ID:
>>26
具体的な例ですか…
どうもありがとう。とりあえず例題にでも当たってみます。 
29: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 19:15:14 ID:ID:
>>24
数式だと理解不可能なので、言葉でグルグルの定理っていうことにします。
管理人より:「ストークスの定理」は、線積分を面積分に変換する定理、という説明で雰囲気を察してほしい。
28: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 18:59:43 ID:ID:
球座標と円筒座標が使いこなせるようになればこっちのもんよ
電磁気じゃなくて力学とかも得意になるよ
30: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 19:16:29 ID:ID:
座標系はとりあえず直交座標系の方がうれしいです。
31: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/10(土) 22:23:14 ID:ID:
でもさ、
φ=1/4πε∫ρdV/|↑r-↑r'|
みたいなフクザツな積分解くのって不可能なことが多くてさ、対称性が必要になるわけよ。
対称性っていったら、球対称とか軸対称でさ、結局、球座標とか円筒座標が大活躍するのよ。

星の重力だって球対称だし、原子だって球対称として解くんだよ?
物理で球座標は超大事だよ。
43: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/14(水) 20:48:11 ID:ID:
電磁気わっかんねー!
44: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/14(水) 22:10:41 ID:ID:
電磁気は問題を解くと、単なるベクトル解析の問題でしかないことに気づき愕然とする
45: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/14(水) 22:11:55 ID:ID:
そもそも交流電気って、電子がどんな状態になってるんだ?
46: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/14(水) 22:46:37 ID:ID:
>>45
電子の運動として捉えるなら前後に往復してるんじゃないの?
47: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/15(木) 00:59:27 ID:ID:
電子は何cmくらい行ったり来たりしているのか?
交流の周波数をどんどん上げていくと、何Hzくらいからお花畑、じゃなくて、電磁波の発振を始めるのか?
50: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/15(木) 23:02:18 ID:ID:
>>47
大雑把だけど、直流では秒速3cmで動いてると聞いたことあるから、それが正しいとすると交流は50Hzで0.6mmなのか、または加減速を考慮して0.3mmなのか。
48: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/15(木) 22:40:24 ID:ID:bdXi97al
なかなか面白い話だね、ちょっと考えてみた

コンセントに抵抗Rを繋ぐ電圧を
V=Asinwt
とすると
I=A/R sinwt
単位長さあたりの電子の個数をNとすると、電子の速度v、電化eに対して、電子1個の電流iは
i=A/RN sinwt
i=ve
よって
v=A/RNe sinwt
x=x_0 + ∫_0^t v(s)ds
=x_0 - A/RNew (coswt - 1)
となり、行ったり来たりする距離は
2A/RNew

e:?1.60×10^(?19)
w:交流の振動数から出てくる、大体300
R:常識的な値で適当に放り込めばいい
A:大体100Vらしい(wikiに書いてた)
N:分かんないや…
49: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/15(木) 22:43:09 ID:ID:
Nは伝導物質のモル数かけるアボガドロ定数じゃね?
51: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/16(金) 09:59:18 ID:ID:
全然わかんないっつうなら、最初はこれでも読めば?
http://store.shopping.yahoo.co.jp/7andy/31030567.html(404)
高校数学と言いつつ、周回積分とか双曲線関数とかあったような記憶があるが、少なくとも積分形式なんで rot や div は出てこないぞw
53: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/16(金) 22:28:04 ID:ID:
>>51
それはありがたい…
俺もrotやdivで躓いたクチだ
52: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/16(金) 22:24:08 ID:ID:
初心者向けだと
物理I・II[電磁気編]が面白いほどわかる本
54: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/16(金) 22:49:16 ID:ID:
なんで数式が電磁気現象としてわかるのか理解不可能
56: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 13:30:17 ID:ID:
初心者ですが、rot や divって一体何がどういう状態の事を現してるのですか?
57: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 13:32:53 ID:ID:
>>56
rotは渦のくるくる
divは湧き出しのわきわき
58: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 13:34:39 ID:ID:
即レス失礼、渦って何の渦ですか?
湧き出しって何が湧いてくるのですか?
59: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 13:46:10 ID:ID:
rotのイメージ。
流れの中に水車が浮かんでる。この水車は、大きさが無限小で全次元方向に回転可能。
rotの値は、流れ(場)のある地点における、この水車の回転方向と回転の大きさ。
60: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 14:17:36 ID:ID:
rotは電流のまわりに磁界がくるくるくるりんこ
divは点電荷から電界がばばばばーんりんこ
62: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/17(土) 20:26:47 ID:ID:
何だかよく解かりませんが、みなさんは本当によく理解されてるみたいですね。
ああああ、どうしたら理解できるようになれるのか…
65: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/18(日) 02:58:15 ID:ID:
>>62
xyz空間内に充分に巨大な球体が置いてあって、それがz軸を回転軸にして角速度ωで回転しているとする。

1.球体の、点(x,y,z)に位置している部分の速度はV=(-ωy,ωx,0)である。
2.あなたが速度V_0=(-ωb,ωa,0) (a,bは定数)で移動しているとき、空間全体は速度-V_0で移動しているように見える。
3.各瞬間で球体は、点(a,b,0)を通りz軸に平行な直線を回転軸として角速度ωで回転しているように見える。

これはイメージを伴って理解できるんかな?
そうしたら、

4.rotV=(0,0,2ω), rot(-V_0)=(0,0,0)と計算される。
また、rotV = rotV+rot(-V_0) = rot(V-V_0) が成り立つ。

というところから、rotは各点でベクトル場の回転を意味するベクトル量だというイメージが見えてこないかな。
rotVは、z軸を中心とする回転なのにz軸以外の場所でも2ωという値を持つ。
それはz軸以外でも、そこを回転軸とする回転が"内在"しているからなんだよ。
69: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/18(日) 14:08:06 ID:ID:
>>65
1~2まではなんとなく解かりました。
3~はちょっと難しいけど、頑張って考えて見ます。
詳しい解説どうもありがとう。
70: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/18(日) 15:41:26 ID:ID:
先に深い理解は無理でも、ある程度ベクトル解析を勉強しておくと分かりやすさが全然違う。
71: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/18(日) 23:35:35 ID:ID:
まぁ虚数がイメージできないとチト遠回りになるな
72: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/19(月) 00:15:05 ID:ID:
虚数使うの?
75: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/21(水) 16:13:02 ID:ID:
電波が飛ぶ飛ばないはどこで決まんの?
76: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/21(水) 20:30:51 ID:ID:
>>75
羽がついてるかついてないか
78: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/21(水) 21:40:55 ID:ID:
俺もこの前、電波が飛んでるとこ見たよ。
79: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/21(水) 21:58:13 ID:ID:
電波がド○ールでコーヒー飲んでさぼってた
83: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/23(金) 19:31:54 ID:ID:
どんな簡単そうな本を買ってもさっぱりわからん ┐(-дー;)┌
84: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/23(金) 19:41:15 ID:ID:
>>83
理解したんじゃなくて、暗記しただけ。
テンプレートになる答えを全て暗記すればいいだけ。
暗記するべき手法を学んだだけ。

分数の上下を逆にするとか受け入れられない奴と同じで、手法だけ学び理解などしていない。
87: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/23(金) 22:56:57 ID:ID:
理解するってのは、もしかして出来る人と出来ない人があるんじゃないか?
おれは後者側だけどな orz
88: ご冗談でしょう?名無しさん 2009/10/24(土) 11:25:37 ID:ID:
電磁気が落ちこぼれなのでわからないけど、流れ的に電磁気のコツはこんな感じ?

①慣れが重要
②(電場、磁場、力はベクトル場だから)ベクトル解析が重要
③用語・式の意味、イメージを反復学習することが重要
④初心者向けの本「高校数学でわかるマクスウェル方程式」で、入門することが重要
⑤練習問題を繰り返して、身につけることが重要

管理人は文系純粋培養なので1ミリも理解してませんが、たまには専門的なスレもやらないと看板倒れになりますんで、雰囲気でまとめてます。
大学で電磁気学がよくわからないひとは参考になるでしょうが、そうでもなければあまり用のない記事。

電磁気は工業系の仕事で使うひとも多く、実践的な学問ですね。
しかしそうはいっても、なかなかピンときづらいのか、物理板には「電磁気がわからん」というスレはけっこう立ってる気がします。
スレでは優しいアドバイスがたくさん出ており、頭で覚えるより実践あるのみ!手動かせ!…という体育会系の雰囲気。

電磁気といっては最初に習うのは中学生の、右手の法則とか左手の法則とかいう例のアレですね。
試験ともなれば右と左が混同して、なにかランプシンガーのチェケラッチョのポーズであれこれするハメに。

管理人は方向音痴なので、ちゃんと進行方向に傾けないと地図が読めない。
したがって、テスト問題の図の方向に右手だの左手だのを傾けないとなおさら読めず、かなり無理してそっち方向に傾けた記憶があります。

その時点でもういろいろダメだったタイプのひとは、スレ読んでも意味がわからないと思うので、好きな異性のタイプについてアツく語っていただきたいと思います。

Star Wars Saga Force Lightning Compilation (Canon)トップ絵は「ジェダイの復活」で皇帝が初披露した指先から稲妻を放つ技。日本では「皇帝ビーム」と通称されましたが、正式には「Force Lightning」と呼びます。
実際の電気かどうかわかりませんが、電気を空気中に放電させるには、1メートルあたり1万ボルトの電圧が必要だという。
見たとこ2~3メートルくらいは飛んでることを考えると、かなりの電力を蓄えてそうな皇帝。指先だってハンパない熱さでしょうが、さすがダークサイドのボスともなれば、それくらいのことはお茶の子さいさいなのです。

見た目は凶悪だし、ルークもヘロヘロになってましたが、しかし死ぬまでにえらい時間がかかりそうだし、皇帝はジジイのくせにライトセーバーのスキルだってかなりの腕前ですよ。さっさと斬っておけばヴェイダー卿だって裏切るヒマもなかったのです。
強者が倒れるのはいつだってちょっとした油断からなのだ…という教訓の含まれる、なかなか良いシーンかと管理人は思う。(映画の話で尺を稼ぐ




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    • ※1 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2020.3.26 21:47
    使われる用語や概念の意味をしっかり理解して、自分で例を作ったり、他の用語との繋がりを確認したり。
    スレ内でも出てきてるけど問題を解いていくうちになんとなく理解してきて、ある日突然一気にわかるようになるかもしれない。
    一番大事なのはすぐに分かろうとしないことかな。
    フワフワしたまま次に行ってももっとフワフワするだけなんで、急いで進んでもあんまりいいことない。

    とかなんとか言いながら俺も自分で書いてることができなくて電磁気学くじけた組なんだけどね…。
      • ※4 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2020.3.27 9:17
      >※1
      このクリスタルラジオ(鉱石ラジオ)の動画を眺めるだけでいいよ
      https://youtu.be/0-PParSmwtE

      なんでラジオ電波は音声に変わるのか?っていう解説
      (しかも電源も電池も要らない。クリスタルイヤホン、コイル、金属板、いくつかの電子部品さえあれば作れる)

      ・電波の波に合わせて、アンテナの中にある電子が同調を始める
      ・コイルと金属板は電子をいっぱい貯めておく場所
      ・コイルの中の電子が動くと磁力が発生する
      ・もう一つのコイル(2次側)に磁力がかかると電気(電子)が発生する
      ・調整バーや金属板をずらして、電子をグランド(アース:実際の鉱石ラジオは地面に銅の棒をさしたもの)に逃がす量を変える
      ・ラジオの電波で影響を受けた電子を、コイルや金属板(コンデンサー)で増やして、クリスタルイヤホンの中の電子にぶつけると、クリスタルの振動が始まる
      ・クリスタルが振動すると音となって、空気を振動させて、空気と鼓膜の振動が同調すると「音が聞こえる」ようになる。

      電磁気の基礎の基礎を判りやすく動画で教えてくれているよ
    • ※2 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2020.3.26 23:13
    訳わかめなマクスウェル方程式を今みたいなわかりやすい形に書き換えてくれたのがあの有名なヘビサイド先生だ
    俺たちとは出来が違うぜ
    • ※3 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2020.3.27 9:06
    電波=電磁波=波長
    光も電磁波の一種なのを最近知った

    ※1
    日本語の専門用語で理解しようとすると判らないよ
    電磁気学=「電気⇔磁気」学

    電気(電子)が流れれば、磁気の流れが発生する
    磁気が流れれば、電気(電子)の流れが発生する

    電線や部品やアンテナの中には、いつも電子があって
    それを振動させたり刺激すると、電力が発生する
    小学校で習った「電気はいつも一方向に流れるから、電球が光る」というのは、本当は正しくなくて
    リチウムイオン電池の仕組みみたいに、電線やフィラメントの中を電子が行ったり来たりすることで光って見える(電子が、フィラメントの中の抵抗要素にぶつかる→発熱する→発光現象がおこる)
    トランジスターやダイオード、アンテナの仕組みは、もっと平たくて簡単に考えられる面白い世界だよ
      • ※5 : ドクター・ノオ・ネーム
      • 2020.3.27 9:35
      >※3
      電力(電子のエネルギー、チカラの大きさ)
      =「電子の動く量(アンペア)」x「電子の動く圧力(ボルト)」

      圧力が小さくて、多量の電子が行き来する→電圧が低くて電流値が高い(スマホの急速充電)
      圧力が大きくて、少量の電子が行き来する→高電圧だけど電流が少ない(長距離のメタル線通信ケーブル)

      「圧力x量」に耐えられるケーブルの太さも決まっていて
      極太のケーブルは電気を大量に流せる
      極細のケーブルに大量の電気を流せば、電子があふれてぶつかり合って熱になって、ケーブルが溶けて燃える(ホースが破裂するようなイメージ)

      自分の判りやすい言葉とイメージに置き換えるの大事
    • ※6 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2020.3.28 5:37
    大学受験程度なら原理の深い理解はいらない、問題解ければいいだけだから
    我慢すれば大丈夫。丸暗記じゃなくて、一番元になる部分だけ
    「理解できないけど、そういうんだからしょーがねーな・・・」で進むしかない。
    • ※7 : ※1
    • 2020.3.28 22:41
    深く考えずに書いたコメントでしたが色々とアドバイスを戴けてありがたい限りです。
    もう一度頑張ってみます。
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