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【ちょっと余談】Faraday則について~

こんにちは。
八千代緑が丘校の轟です。

Faraday則の議論をする際には、実は
①微分形、②積分形、③一般化積分形
があります。

Maxwell方程式系に含まれるのは①と②で、②に「vBl公式」
で記述されるMotional Emf(運動起電力)の効果を含めて
定式化したものが③です。

高校物理は、③と「vBl公式」だけを扱うというアンバランスな
体系になっています。
それによって、学び方・教え方に混乱が生じているわけです。

物理法則は根源的には微分形で記述されるべきとされているので、
電磁誘導の議論は①と「vBl公式」から組み立てるのがベターなのですが、
高校物理では⭐️と💡を併用していくことになります。

なお、③には微分形(一般化微分形)もありますが、
それをさらに相対論的に共変な形式で書き下している資料は一切見たことがなく、
数年前に本当に苦労して自力で導出しました。

ファイル 5219-1.png

ファイル 5219-2.png

この形で見ると、誘導電場による電磁誘導とローレンツ力による電磁誘導が、
実はひとつの現象の異なる側面に過ぎないことが一目で分かります
(入試物理ではひとまず別の現象として教えています)。

たかが大学入試と矮小化せずに、背景に潜む自然法則の静けさに、
耳を澄ましていたいと思っています。

(八千代緑が丘校 轟)

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