マクスウェル方程式

マクスウェル方程式によって電気・磁気・光が統一的に説明される。のだが、電磁気学の記憶が曖昧なのでざっくりと復習。より詳細な説明はあとで修正

電荷が力を受ける性質が空間に広がっていることを表す。電荷Aの周りには見えない「力の場」があって、電荷Bがそこに入ると力を受ける。電荷同士が押したり引いたりするのは電場を介して力が伝わっているから。

場は力のルールのようなもので、「右向きに500 N/C」のようなもの。例えばこの電場に2マイクロクーロンの電荷を置くと、右向きに1ミリニュートンの力を受ける（クーロンの法則）。

磁場も同じように力が働く性質が空間に広がっていることを表す。ただし、力を受けるのは動いている電荷（電流）。電荷Aが動いているとき、その周りの空間に運動する電荷Bを置くと力を受ける。磁場は静止している電荷には作用しない。

例えば、「上向に0.2T」の磁場で1マイクロクーロンの電荷を右向きに1000m/sの速度で動かすと、0.2ミリニュートンの力を受ける。力の向きは右ねじの法則にしたがって奥向きになる。この力はローレンツ力と呼ばれる。

電荷の速度や位置が変化すると、磁場も時間的に変化することになる。磁場が変化するとファラデーの法則にしたがって渦を巻くように電場が誘起される（これは電荷の存在ではなく磁場の変化によるもの）。新たな電場は電荷に力を与えるので、電荷が動いて磁場が変化する。

この変化は連鎖的に発生して空間を伝わっていく。これが電磁誘導である。連鎖的に発生する波は電磁波と呼ばれ、媒介を必要とせずに自律的に進んでいく。

マクスウェル方程式を解くと、電磁波の速度は真空中の光速と一致することがわかる。

当時の他の実験結果を含め、可視光は人間の目で感知できる範囲の電磁波であることがわかった。光はエーテルを伝わると考えられていたが媒質を必要とせず空間を自律的に進む。