EMANの物理学 過去ログ No.10860 〜

 ● 電磁気学(測定技術の向上による理論の再構成)

  投稿者:zuruneko - 2011/05/09(Mon) 02:29  No.10860 
http://kaisetsu.jugem.jp/?eid=78
私も、直流と交流を区別する電磁気学が長く生きてきておかしいと思っていたさなかで、上のリンクをみつけました。とても高い書物で買う気は今はないのですが、上のリンクに概要がのっています。著者は、日立の研究所の方らしいのですが、ひとことでいうと、電気現象は電流というより電磁波が主体ということのようです。誤解を招いたらすいません。高速のオシロスコープの登場でわかってきたことを独自の考察でまとめあげられたようです。皆様の意見をきいてみたいです。

  投稿者:hirota - 2011/05/09(Mon) 09:33  No.10862 
そこに書いてあるような思い込みって特にないなぁ〜。
世間ではそうなのかしらん?
どっちにしろ、すでに自分の理解は確立してるから、他人の考え方を採用する気はない。
同じ計算結果が出るのなら、どんな考え方でもOK。

  投稿者:zuruneko - 2011/05/09(Mon) 20:22  No.10863 
「長く生きてきて」は、私が長く生きてきての意です。
電磁気学が長く生きてきての意ではありませんです。
この方の主張についての私の私見は、さらに電気電子工学が進歩して不都合が生じた場合に初めてこの方の意見、その他従来の電磁気学とは違う理論に光があたると思います。従来の電磁気学で電車が動き、コンピュータが動いている以上必要性はないからです。ただ、直流と交流を区別してない点と電気現象は瞬間瞬間的なもので、時間がたってから直流だ交流だと評価するものではないという点には同意しました。後者は結局、直流と交流を区別しないということですね。調べたところ、紹介したリンク以外にもさらに詳しく主張を述べている文章をみつけたので、今後も繰り返し読んでいこうと思います。まだ全部はよくわかりません。自分のような工学屋を相手にしていただいて、皆様には感謝いたします。
hirotaさん>了解です。

  投稿者:hirota - 2011/05/10(Tue) 12:18  No.10866 
すると世間ではそういう思い込みがあるわけですか。
さしずめ、以前 ASA さんがリンクした教科書で「電流がエネルギーを運ぶ」と書いてあったあたりも批判の対象になってるわけですね。
それに対抗した議論があって zuruneko さんも支持してる「ポインティングベクトルがエネルギーを運ぶ」と紹介の「電磁波が主役」は少々違うみたいに聞こえますが、その利点が分かったら教えてください。
(「電磁波」を「光子」と解釈すると、「光子が主役」は QED じゃ当たり前だけど)

  投稿者:zuruneko - 2011/05/10(Tue) 17:32  No.10867 
まず、思い込みの内容は「直流と交流を区別するのはおかしいから交流ではポインティングベクトルがエネルギーを運ぶなら直流もポインティングベクトルがエネルギーを運ぶ」であっているでしょうか?
以前、直流のポインティングベクトルは意味をもたないいやもつという議論が
「気をつけること」トピックの中でありましたよね。この話は、結論がでていないことと、私が数学が苦手なために参加できないことで、誰もが納得する結論を誰かがだしてくれるといいなあと思っていました。直流でも|ExH|はエネルギーを意味し回路の近くの空間を伝わるエネルギーと等しくなります。
私としては、このExHをポインティングベクトルとはまだよべません。この掲示板で結論がでてないからです。確かに、直流と交流を区別しないなら、直流にもポインティングベクトルがあるはずで、それが前記のものと主張してることに等しくなりますね。私が紹介した新理論を構築した人は、電磁波が主役と主張してますが、さすがに、直流が電磁波だとはいってません。脱線しましたが利点というのは、電磁波が主役と考える利点でしょうか?実は、昔こういうことを考えたことがあります。直流というのは時間のずれた矩形パルスの重ね合わせであると考えると、矩形パルスの立ち上がり立下りで電磁波をだしているけど、パルスを重ね合わせることで打ち消されてしまう。さまざまな電磁波がとびかっているんだけれども、見事に互いに打ち消しあう電磁波をだしていると考えました。物理的な実態を無視しているのでナンセンスなのですが。
数学のできないしろうと考えですが、観測にはかからないスカラー光子というのは、この打ち消された電磁波のことかなあとか妄想するわけですね(笑)
あと、リンクを紹介した新理論の話ですが、このかたは、分布定数回路のことは天下り的に認めているんですよね。コイル、コンデンサの解釈が間違っていたといってる割には微小キャパシタンス、微小インダクタンスは、認めてるというおかしなところがあるので、そこが世間の目が冷たい理由なのかなと思うのでした。

  投稿者:hirota - 2011/05/10(Tue) 18:54  No.10868 
いや、ExH がポインティングベクトルであることは共通認識で、誰も疑問を持ってはいないと思ってましたが・・

議論になってたのは、「ポインティングベクトルがエネルギーを運ぶかどうか?」で、
それも「交流/直流」じゃなく「電磁波/静電磁場・電流」の別を問題にしてたはずです。

電磁気学の範囲内ではエネルギー流の経路は不定ですから、
ポインティングベクトルと同じ経路か違う経路かなんて結論がでるわけありません。
「電磁波では電磁波の進行方向、電流では電流方向」を経路として採用してる人の場合、
電磁波の場合だけポインティングベクトルがエネルギー流と一致し、電流の場合は一致しないというだけです。

  投稿者:zuruneko - 2011/05/10(Tue) 19:01  No.10869 
了解しました。
勘違いしていました。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/10(Tue) 20:10  No.10871 
 こんにちは。

>電磁気学の範囲内ではエネルギー流の経路は不定ですから、

 電磁気学の範囲は特殊相対論の範囲と全く重なると考えるのですが
 右回りでも左回りでもストレートでもなんでもありなら
 回路の角運動量が不定になってしまいませんか。

=甘泉法師=



  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/10(Tue) 20:21  No.10872 
こんにちは。

>私も、直流と交流を区別する電磁気学が長く生きてきておかしいと思っていたさなかで、上のリンクをみつけました。

すいません リンクをみないでこのお話から思ってことですが、
すべての電流は交流だといっていえないことはないと感じています。

理由1 直流はω=0の交流といえる。
理由2 任意の電流波形は振動数ωの異なる交流の重ねあわせで表せる(フーリエ表現)

=甘泉法師=

 

  投稿者:hirota - 2011/05/12(Thu) 16:34  No.10880 
No.10871>回路の角運動量が不定

No.10637 〜 No.10651 でも指摘していたことですが、またエネルギー流と運動量がゴッチャになってますよ。
No.10651 に書いたように、電磁気学の教科書には「ポインティングベクトルは運動量密度」と書いてあるので角運動量に問題が出ることはありません。
不定なのはエネルギー流の方です。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/12(Thu) 20:22  No.10881 
こんにちは。

運動量をともなわない、エネルギーの流れ というものはあるのでしょうか。

Wiki エネルギー・運動量テンソルから
------
エネルギー・運動量テンソル T^{\mu\nu}\, は、定義から明らかに対称テンソルである。

時間-時間成分、即ち T^{00}\, は、エネルギー密度である。
時間-空間成分、即ち T^{0j}\, は、x^j\,の方向へのエネルギーの流れである。
空間-時間成分、即ち T^{i0}\, は、i-成分の運動量密度である。
空間成分、即ち T^{ij}\, は、x^j\,の方向への i-成分の運動量の流れである。
------

EMANさん http://homepage2.nifty.com/eman/relativity/em_tensor.html
エネルギー密度を表す 成分が正になるし、 という対称行列になっていて、いよいよ力学的なエネルギー運動量テンソルと同じ形式になっている。

>電磁気学の教科書には「ポインティングベクトルは運動量密度」と書いてある

ならばエネルギー運動量テンソルの対称性 T^{0i}\=T^{i0}\ からポインティングベクトルはエネルギー流でもあるのではないでしょうか。

Wiki ポインティング・ベクトル
>電磁場の持つエネルギーの流れの密度を表す物理量である。

=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/13(Fri) 06:56  No.10882 
>運動量をともなわない、エネルギーの流れ というものはあるのでしょうか。
 一般的な話をすると、熱エネルギーの流れを考える時は、それに伴う運動量などは考えません。温度の高い物体1と温度の低い物体2と接触させると熱エネルギー(熱流)は、物体1から物体2に流れます。熱流に伴い物体が動き出すということはありません。
 逆に、運動量を伴うエネルギーの流れは、弾性波に代表される波動現象しかありません。
 なので、電磁波が運動量を伴うという考えはOKです。波でない(伝わらない)静的電磁場が運動量を伴うという考えはNGです。 

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/13(Fri) 08:07  No.10883 
こんにちは。

http://hpcgi2.nifty.com/eman/bbs090406/yybbs.cgi?mode=by_date

>一般的な話をすると、熱エネルギーの流れを考える時は、それに伴う運動量などは考えません。温度の高い物体1と温度の低い物体2と接触させると熱エネルギー(熱流)は、物体1から物体2に流れます。熱流に伴い物体が動き出すということはありません。

物体1と物体2を同じ容器にいれた同分子数の水とします。1は温度が10°C 2は温度が90°C。
容器を接触させると熱エネルギーの流れが生じやがて双方の温度が等しくなり(50°C)消える。

熱エネルギーの流れは運動量密度でもあるので運動量保存則から容器は平衡になるまでの間運動量をもつ。そのため物体1と2の位置は移動する。 

説明図を以下に載せました。 http://folomy.jp/heart/?m=pc&a=page_c_topic_detail&target_c_commu_topic_id=23330

=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/13(Fri) 08:27  No.10884 
甘泉法師さんの考え方は、相変らずわかりません。
>系は平衡になるまでの間運動量をもつ。
 重心が移動していないのに運動量をもつとは、どういうことですか?
 系の運動量をちゃんと定義して使用してください。
 (また、"これこれを見てよく勉強してください。私はチューターではありません"という答えでしょうか?)
 境界の移動を考慮するなら、熱膨張の方がはるかに影響があります。
 

  投稿者:hirota - 2011/05/13(Fri) 09:39  No.10885 
No.10881>エネルギー・運動量テンソルは、定義から明らかに対称テンソルである

一般相対論ではそうですが、アインシュタイン自身は相対論を歪対称テンソルに拡張して統一場理論を作ろうとしてたようです。
そういうわけで、一般相対論を場の量子論に組み込んだ現代の統一場理論が出来上がったときに生き残っている保障はありません。

大体ここに議論の相違点があるのに、違いを認識しないんじゃ何を議論してたのか分かりません。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/13(Fri) 13:51  No.10887 
 こんにちは

 エネルギー・運動量テンソルは
  一般相対論でみると対称テンソル。
  特殊相対論でみると対称かどうかはきまらない .... ?

 「一般」の「規則」と「特殊」の「自由」はどっちが強いのでしょうか。
  一般か特殊かというのは人間の見方なのに自然の実際のふるまいがことなるものでしょうか。たとえば、人間が一般!と念じればエネルギー流は運動量をもつが、特殊とみれば運動量はない、とか。 
また、すべての場合に量子が支配的で、古典がまだ意味をもつような場面はもうないのでしょうか。

 =甘泉法師=

  投稿者:hirota - 2011/05/13(Fri) 15:12  No.10888 
特殊相対論でも対称テンソルとしています。
ここは「ポインティングベクトルはエネルギー流でない」ような電磁気学の教科書とは違います。(相対論につなげるつもりの電磁気学は別)
ただ、一般相対論では対称テンソルが必然、特殊相対論では不定性を利用して対称テンソルにしてる。という点に違いがありますが。

言葉としての「一般」,「特殊」の意味は物理に関係ありません。
古典物理が使える状況なら古典が意味を持つのは当然。
それに量子化して生き残らないとも決まってませんし、生き残らなくても一般相対論が無意味になるわけでもありません。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/13(Fri) 21:13  No.10889 
こんにちは。

>重心が移動していないのに運動量をもつとは、どういうことですか?

重心が移動しない。だから容器は動く。動いている物体は運動量を持っている。
熱流が運動量と無関係ならば容器の運動量の出所はどこか。

=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/14(Sat) 05:31  No.10890 
>重心が移動しない。だから容器は動く。動いている物体は運動量を持っている。
>熱流が運動量と無関係ならば容器の運動量の出所はどこか。
 全く理解できません。誰か説明できる方おられませんでしょうか?

  投稿者:Kafuka - 2011/05/14(Sat) 08:36  No.10891 
おじゃまします。
>熱エネルギーの流れは運動量密度でもあるので運動量保存則から容器は平衡になるまでの間運動量をもつ。
>そのため物体1と2の位置は移動する。
2つの物体の平均運動量は(平均角運動量も)0で、運動量の分布が異なる
=温度に差がある
ってことじゃないでしょうか。
つまり、i番目の分子の運動量をPiとし、2つの物体が共にn個の分子からなっているとすると、
Σ(Pi)=0
Σ(Pi)^2≠0
熱エネルギーの流れによって、一方が、PiがPi−Δiになり、
もう一方が、Pi’+Δi’になったとすると、
運動量保存則からΣ(Pi−Δi+Pi’+Δi’)=0
Σ(−Δi+Δi’)=0
この式だけ見ると、動くように思えますが、
しかし、最終的には Σ(Pi−Δi)=0、かつ Σ(Pi’−Δi’)=0
したがって、
ΣΔi=0、ΣΔi’=0  もちろん、Σ(Δi)^2≠0 Σ(Δi')^2≠0ですが
∴ 動かない
と思います。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/14(Sat) 09:58  No.10892 
こんにちは。

> ∴ 動かない

とすると http://folomy.jp/heart/?m=pc&a=page_c_topic_detail&target_c_commu_topic_id=23330 の
上図から下図への移り変わりは説明できるでしょうか。

=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/14(Sat) 11:05  No.10893 
>移り変わりは説明できるでしょうか。
前提がおかしいため、説明できないのは当然では?
つまり、重心が移動するという考えが間違い。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/14(Sat) 21:26  No.10897 
こんにちは。  「熱 相対性理論 質量」で検索してみました。

http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/relativity/contents/relativity403.html
しかし、二つの球の運動エネルギーを足すと熱エネルギーになるのだから、Mc2には熱エネルギーも含まれていなければならない。
 つまり質量Mの中には、この物体が熱を持っていることの影響が含まれている。つまり(運動エネルギーと同様に)熱エネルギーがあっても、質量が増える。

http://homepage2.nifty.com/einstein/contents/relativity/contents/relativity404.html
た質量エネルギーmc2も含まれているが、この物体に熱があれば、それは質量mを増すことにも成るので質量エネルギーの中には熱エネルギーも含まれている。

などなど。

=甘泉法師=

PS まずEMANさんの記事を紹介すべきでした。
http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/mass_energy.html
エネルギーは質量を持つ
 それは質量に関わる話である。 相対性理論では「質量はエネルギーと等価である」という結論が出てくる。 エネルギーを多く持つほど、質量は大きくなるということだ。 例えば同じ量の水で比較すれば、冷たい水より、温かい水の方がその熱エネルギーの分だけごく僅かに重いということである。

  投稿者:ASA - 2011/05/15(Sun) 06:43  No.10900 
"図解雑学 時空図で理解する相対性理論 ナツメ社"
 通俗本の内容をそのまま受け入れてしまうのは問題です。

筆者が不明な説を受け入れるのも問題です。
"地球と月を例に取って考えてみよう。 運動エネルギーを無視したいので、月は公転運動をしていないとする。 つまり、地球の周りを回っておらず静止している状態の月を考える。 この状態では月はいずれ地球に落ちてくるのであるが、この時の月と地球の合計の質量は、落ちてくる前の方がポテンシャル・エネルギーの分だけ大きい。"
 可也トンデモな内容ですな。外力からの仕事がないなら、トータルエネルギーE=T+Uは、一定です。運動エネルギーTを無視するなど言語道断です。

 ちゃんとした教科書の記述を参照した方がよろしいです。教科書に載せられていないことは、適用外とかよく分かってないとか異論がある項目です。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 09:44  No.10901 
こんにちは。

EMANさん 月が地球に落ちてくる!という例 http://homepage2.nifty.com/eman/dynamics/mass_energy.html

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 10:29  No.10902 
こんにちは。

>Re: 電磁気学(測定技術の向上による理論の再構成) hirotaさん - 2011/05/12(Thu) 16:34 No.10880
不定なのはエネルギー流の方です。

hirotaさんとは、エネルギー運動量テンソルの対称性、よって エネルギー流と運動量密度のペアリングで認識が一致したと存じます。 
本筋にもどって

電池と豆電球の回路。エネルギーの流れは乾電池から
・ +極から導線の中を通って豆電球に入り消費される
・ −極から導線の中を通って豆電球に入り消費される
・ これらが半々
・ +極から導線の周囲の空間を通って豆電球に入り消費される
・ −極から導線の周囲の空間を通って豆電球に入り消費される
・ これらが半々
・ 上にくわえて消費されず回路をぐるぐるまわる流れがある。

....
などなど考えられますが、その各々の場合のエネルギーの流れとペアの運動量密度がある。後者による重心のまわりの角運動量を計算すると各々異なる値になる。
ある一定時間スイッチを入れ切ったあとの回路は
 運動量保存則から重心が動かないように移動している。◆ 水とお湯で考えたのと同じに。
 角運動量保存則から重心のまわりに回転した位置になる。角度は上のどの説かにより求められる。

同じ回路で複数回実験したらみな同じ回転位置になる。つまり回路によってエネルギーの流れとそのペアの運動量密度はただひととおりに決まっている。

エネルギー流は不定ではない。

=甘泉法師=

◆ ポインティングベクトルによる運動量の流れ
[10690] 03/09(Wed) 22:59 甘泉法師
ポインティングベクトルによる運動量の流れこんにちは。 ポインティングベクトルによ...
[10694] 03/10(Thu) 22:52 長尾晴景
No.10690で甘泉法師さんが提案された系を摩擦の無い所に置き、一点時間だけ電流を流し...

長尾さんにご教示いただきました。ありがとうございます。

  投稿者:ASA - 2011/05/15(Sun) 10:43  No.10903 
>EMANさん
 この件も、かなり怪しい言説ですね。熱の捉え方が雑すぎます。

ただし、
"電磁波を放射した当然の結果だと言えるのである。"
"原因は電磁波を放射したからであって、ポテンシャルエネルギーが質量を持っていたというわけではないのである。"
 この認識は、正しいと思います。
 電磁波によって系外にエネルギーが運ばれることがないとき、例えば、重力のポテンシャルエネルギーが、他の化学的ポテンシャルエネルギーに転化した場合は、トータル質量は変わりません。
 途中で熱エネルギーへの変化に言及していても、熱エネルギーそのものが質量を持つことの論証になっていないことに留意すべきです。
ということで
 EMANさんの言説では、この後段の記述"ポテンシャルエネルギーが質量を持っていたというわけではない"と前段の記述である"月と地球の合計の質量は、落ちてくる前の方がポテンシャル・エネルギーの分だけ大きい。"が矛盾してます。
 読み手によっては、ちゃんと認識できるかもしれませんが、前段部分のみを鵜呑みにする人の実例が甘利法師さんによって示されたので、なにかしら記述の工夫が必要と思われます。
 "単純に運動エネルギーの増加が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味だということになる。"このような補足説明だけでは、明らかに足りません。
 
 熱現象を相対論的にちゃんと定式化しなければ、この問題についてまともに論ずることはできません。自分の知る限り、相対論的熱統計力学は確立していません。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 13:30  No.10904 
こんにちは。


> 可也トンデモな内容ですな。外力からの仕事がないなら、トータルエネルギーE=T+Uは、一定です。運動エネルギーTを無視するなど言語道断です。

あちらからそちらをみるとトンデモで言語道断なのでしょうな。トンデモ相対性理論。

  投稿者:ASA - 2011/05/15(Sun) 15:33  No.10905 
>あちらからそちらをみるとトンデモで言語道断なのでしょうな。
相変らず意味不明です。

甘泉法師さんがよりどころとしているNo.10901の参照では
1.”ポテンシャルエネルギーが質量を持っていたというわけではないのである。"
2."単純に運動エネルギーの増加が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味だということになる。"
と記述されています。
 熱流は運動量を伴うという考えと、上記1.2.は相当隔たりがあります。
 この辺の整合性をどのように考えているのかを説明されるならば、意味不明が解消されると思います(「トンデモ相対性理論」を採用するので論理飛躍は気にしないのでしょうか?)。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 17:19  No.10907 
 こんにちは。  

ASAさんお持ちの「月」への関心についてEMANさんの記事をご紹介しました。

90°Cと10°Cの容器をくっつけることとと月とは関係しません。

今回よりどころにはしてませんが、EMANさんのご努力を尊敬し感謝しています。

>相変らず意味不明です。
 
 よい意味とはいえないので不明でよかったです。

 =甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/15(Sun) 18:13  No.10909 
>ASAさんお持ちの「月」への関心についてEMANさんの記事をご紹介しました。
誤解です。「月」への関心など特に持ってません。
熱流が運動量をもつ言う考えの論拠を示されると助かります。
(根拠は、通俗書での解説しかないのでしょうか?)

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 19:17  No.10910 
 こんにちは。

>熱流が運動量をもつ言う考えの論拠を示されると助かります。

 先の図 http://folomy.jp/heart/?m=pc&a=page_c_topic_detail&target_c_commu_topic_id=23330 でご不審な点をいっていただければお力になれるかもしれません。 
 このスレッドとのタイトルとだいぶ脱線したのでフォロミーのほうにコメントいただくのがよいでしょう。

=甘泉法師=


  投稿者:ASA - 2011/05/15(Sun) 21:43  No.10911 
>先の図 http://folomy.jp/heart/?m=pc&a=page_c_topic_detail&target_c_commu_topic_id=23330 でご不審な点をいっていただければお力になれるかもしれません。
 その図で熱流が運動量をもつとされているので、その論拠を尋ねているのです。 
 今までの話では、通俗本の解説にあったからそれを鵜呑みにした。
論拠は、示さないということで、通俗本の解説の論理的整合性等の検証は行なっていないと考えてよろしいでしょうか?
 EMANさんの"単純に運動エネルギーの増加が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味だということになる。"との考えをどう思うのか聞かせてください。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/15(Sun) 22:18  No.10912 
こんにちは。

上から3つ図がありますが、中の図のことですね。上と下の図は了解ですか。

お手元に相対論の教科書はおもちですか。これまで学んだ教科書はありますか。

  投稿者:Kafuka - 2011/05/16(Mon) 00:24  No.10914 
おじゃまします。
EMANさんの http://homepage2.nifty.com/eman/relativity/massenergy.html より、
m=1/cΣ√((m0c)^2+p^2)
から、Σp=0 でも、Σp^2>0 なら、m>m0 です。
つまり、10°Cより90°Cの場合の質量が大きいというのは、了解です。

でも、その位置にとどまったまま、50°Cになっては、何故いけないのか?
つまり、重心が絶対に移動してはいけない というのが、わからなかったのですが、
最初から最後まで、Σp=0 とすると、
「重心は絶対に移動しない」ということになります。
(つまり、「動く」ということ)

しかし、最初から最後まで、Σp左=0 Σp右=0 とすると、
一見、Σp左+p右=0 のように思えますが、
速度の和の公式より、Σp左+p右≠0 と考えられ、
「左の物体も右の物体も動かなくて、結果的に重心が移動する」
としても辻褄が合います。

と書きましたが、間違いでした。
Σp左+p右=0 となるようです。したがって、
前提: 最初から最後まで、Σp左=0 Σp右=0 
が誤っていることになります。
(熱)エネルギーの流れがあるのだから、運動量があってもいいのかもしれません。

思い込みで書いてすみませんでした。

  投稿者:ASA - 2011/05/16(Mon) 06:26  No.10915 
>上から3つ図がありますが、中の図のことですね。上と下の図は了解ですか。
中の図だけの話に限定します。他の図は、問題にしません。
>相対論の教科書はおもちですか
 内山相対論があります。
 しかし、オンラインテキストを共通参照した方が、他の読者にとって有益でしょう。Emanさんのが最適と思います。
 前にも質問しましたが、Emanさん考え1.2.と熱流が運動量をもつという考えの整合性は、どうなっているのでしょう。まず、これにお答え下さい。
(熱力学的試論は、http://www2-tap.scphys.kyoto-u.ac.jp/~takamoto/masterthesis.pdfを参照)

ps.甘利法師さんの重心の考えもよく分かりません。
 質量m0を共通として、(γixi)'=0から(γixi)=const(m0γ1x1+m0γ2x2=m1x1+m2x2=Const)を導いているようですが、
 相対論的力学での運動方程式(γivi)'=0と合いません。
 ((γi)'xi)=0なら、(γixi)'=0がいえますが、前式は、一般に成立しません。
 ちなみに、非相対論的力学での運動方程式 (m1v1)'+(m2v2)'=0からは、m1x1+m2x2=Constとの重心不変の式が導けます。 

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/16(Mon) 22:02  No.10916 
他の方も参加されたフォロミーにコメントしました。

そのほうが適当と考えフォロミーにコメントするのを続けます。

=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/17(Tue) 07:25  No.10917 
甘泉法師 さん
>前にも質問しましたが、Emanさん考え1.2.と熱流が運動量をもつという考えの整合性は、どうなっているのでしょう。まず、これにお答え下さい。
 これに答えていただけないのでしょうか?

 相対論的力学を使用しているはずなのに、重心不変の式を持ち出すのもよくわかりません。
 最終的に変位が生じるというのも更にわかりません。
 
 紹介した試論では、相対論的ボルツマン方程式と解法が述べられています。
強く結合していない系(気体分子集団)のお話です。速度分布関数fを介して温度と看做せるパラメータTとエネルギー運動量テンソルTμνが関係を持ちます。(2.227)で4元熱流qμが定義されます。(2.292)(2.297)で熱伝式がしめされます。これらはあくまで気体分子集団の話で強く結合している固体のような系で成立するかわかりません。圧力のバランスがとれて粒子の移動がないケースをかんがえると、熱流=運動量と結論付けることはできません。
 熱流の過程で速度分布関数fの空間的対称性が保たれるなら、トータル運動量は、0でかわりません(ちなみに平衡状態では、fの空間的対称性が保たれます)。

  投稿者:hirota - 2011/05/17(Tue) 11:10  No.10918 
No.10902>認識が一致
僕は「ある前提では、こうなる」としか言ってません。
前提無視で結論しか見ないような粗雑な思考から抜けられないようでは、もはや説明をあきらめるしかありません。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/17(Tue) 12:34  No.10919 
失礼しました。
正しい前提を共有したく存じます。
=甘泉法師=

  投稿者:ASA - 2011/05/18(Wed) 06:44  No.10921 
甘泉法師 さん

folomyみました。
>エネルギー運動量テンソルは対称
 これは、何がどのように関係するのでしょうか?
 内部エネルギ変化とエネルギー運動量テンソルの関係は述べられてません。
>この話題との関係もみえず、EMANさんのことはEMANさんにきくことをおすすめします。
関係が見えないようなので説明します。
「単純に運動エネルギーの増加が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味だということになる。」
 内部エネルギーをどの用に捉えるか難しい面がありますが、とりあえず系を構成する粒子の運動エネルギーのみが増加したケースを考えます。すると内部エネルギーの増加、即ち、"物体の温度上昇が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味"と帰結されます。
 この帰結に関しての考えを聞いているのです。前提としたEMANさんお考え「単純に運動エネルギーの増加が物体の質量増加に相当すると考えるのは無意味だということになる。」が間違っていると甘泉法師 さんはお考えなのでしょうか?
>内山先生の本では重心についてそうかいてあるのですか。
TOSHIさんが述べられているように" ただ,重心(慣性中心)というのは相対論力学では普遍でない概念であることが多々ありますね。"という考えに沿っているのか、曖昧で普遍でない概念である重心について説明してません。

>運動量保存則だけを使って、熱伝達のプロセスの詳細によらない一般的結果が得られるので。
 だから、その運動量に熱流がどのように関係するかの説明を問うているのです(甘泉法師さんの説明はトートロジーになってます)。

>上の図と下の図に問題がないなら、物体が動いたこと、
 重心が保存することは、相対論的力学からは導けません。

>重心不変、運動量保存は相対論でも通用します。
 重心不変の部分の説明をお願いします。
 ちなみに先に紹介した散逸系を相対論的に扱うアプローチでは、散逸系なのでトータル運動量は保存しません。粘性によりトータル運動量は減少します。

PS.相対論的試論をみると、ちゃんとエントロピーが定義されてます。一般にエントロピーSは、時間に関しての増加関数。熱力学的には、熱変化はdq=TdSとエントロピーに関係してます。すると、ある領域の熱増分dqは、dSに対応する時間領域からのみ流入でも成立しえます。つまり、3次元の空間領域を通じての運動量流入とは、別物と考えることもできます。

 最初に指摘しましたが、甘泉法師 さんの重心の議論では、境界が移動するとしてますが、普通の物体は、温度が高いときは熱膨張していると考えられますので、この熱膨張の影響を考えると境界の移動がどうなるかわからないはずです。

  投稿者:hirota - 2011/05/18(Wed) 12:24  No.10922 
No.10919>正しい前提を共有
そんなものを持ってたら「ある前提では、こうなる」などと面倒なことは言わず、正しい前提で正しい結論を言ってますよ。
そういうわけで不可能ですね。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/18(Wed) 22:13  No.10923 
こんにちは。

自然科学の基本、「実験観察、事実がすべて」。
正しい結論がわかればそれを導く前提の吟味ができるということと存じます。

=甘泉法師=

PS
...それで、この議論で前提になさった命題・事項の真偽はどんな具合ですか。見通しがつきませんか...それとも関心ございませんか。




  投稿者:zuruneko - 2011/05/19(Thu) 00:27  No.10924 
No.10872についてですが、直流はω=0の交流といえる
について考えたことを書きます。電磁気学では、定常電流界、準定常電流界、電磁波と近似の度合いによってわけられています。全部同じ電磁場の形態です。
電流という概念は、人間が考えやすいように考えられた概念で、物理的な実体ではないと思えるのですが、電流は、荷電粒子の流れとして存在するものとして理解されてますよね。直流を考えたとき電流はプラスからマイナスに流れると歴史的にきめられましたがマイナスからプラスに流れると電子が発見されて実際に電子が動いています。交流では電子がいったりきたりするはずですが、電子自体は動いていません。でも電流はいったりきたりします。分布定数回路の理論では
交流は電磁波であるといっています。直流だけなぜ電流なのでしょうか?
水道のホースを流れる水のように電気力線が流れているといったほうがしっくりきますホースの中の流れもみかけは静止していて手をあてないとわかりません。定常電流界の電流の作る電気力線もみかけは静止しています。結局何をいいたいのかっていいますと、直流と交流を区別しないといったので直流の実態も電磁波ではないかということです。やっぱ私はばかな哲学者ですね。(笑)

  投稿者:zuruneko - 2011/05/19(Thu) 00:35  No.10925 
自己レスです。
直流も交流も電磁場でたまたま真空中を飛んでいく波がみつかって電磁波という名前になった。結局電磁場の呼び方だけなのね。終了。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/19(Thu) 07:05  No.10926 
 こんにちは。

>直流を考えたとき電流はプラスからマイナスに流れると歴史的にきめられましたがマイナスからプラスに流れると電子が発見されて実際に電>子が動いています。交流では電子がいったりきたりするはずですが、電子自体は動いていません。でも電流はいったりきたりします。

 電流と同じく交流の導線中を電子がいったりきたりします。

>分布定数回路の理論では交流は電磁波であるといっています。直流だけなぜ電流なのでしょうか?

 直流でも交流でもエネルギーを運ぶのは電磁場が導線周辺につくるポインティングベクトルです。

=甘泉法師=

  投稿者:zuruneko - 2011/05/19(Thu) 08:06  No.10927 
交流の場合電子は動かないといったのは言葉が悪かったですね。
電子は、ゆすられるといったところでしょうか?
でも超高周波では、ほとんど電子は動かないんではないでしょうか?
2つ目のポインティングベクトルの件は、そのとおりだと思います。
本質は電磁場ということは、前のレスを書きながら気づきました。
甘泉法師さま、ご意見ありがとうございます。

  投稿者:hirota - 2011/05/19(Thu) 09:48  No.10928 
まずは定義を理解すべきですね。
それがないと、分かったつもりでも無意味ですから。

No.10923>PS
相対論が生き残ると楽だと思ってますが、すごく変な事になるのも面白い。

  投稿者:ASA - 2011/05/19(Thu) 18:00  No.10929 
甘泉法師 さん

>重心不変、運動量保存は相対論でも通用します。
>内山先生の本ではどうでしょう。
 重心不変則がどのように位置づけられるのか尋ねてます。
甘泉法師 さんの定義する重心は、それぞれ質量m1,m2の質点が位置x1,x2にあると(m1x1+m2x2)ですよね。
通用するはずという甘泉法師 さんの思い込みと理解してよろしいでしょうか?

>エネルギーの流れと運動量密度は、 T0i と Ti0 で、一致。
 それらと熱流との関係を尋ねてます。

>お気づきのように内部エネルギーの定義が大切ですね。
 あなたは、どのように内部エネルギーを定義しているのですか?
 主張の根拠なり前提を整理してはいかがでしょう。

>相対論の範疇でも重心を使います。
 使うということと保存するということは違います。この違いを理解されておられますか?

>重心系は運動量の合計が0になる系ですね。運動量保存則から閉じた系ならずっと0のままです。
 分けがわかりません。たしかに、座標系である重心系で運動量はずっと0のままですね。でも、ある座標系の選択と、重心という特殊な量が保存すること(重心不変)とは、関係ないです。関係ない概念にもかかわらず、似た用語が使用されているから関係すると考えるなら大間違いです。

  投稿者:Kafuka - 2011/05/19(Thu) 21:32  No.10930 
zurunekoさん
>電子は、ゆすられるといったところでしょうか?
>でも超高周波では、ほとんど電子は動かないんではないでしょうか?
直流でも、銅の電子の移動度から計算すると、電子の速度は 1Aで数cm/s 程度になり、
これを、仮に1cm/s とすると、50Hzの交流なら、0.02s毎に行ったり来たりするわけで、
その間、せいぜい 0.2mmしか動かない。
50MHzの交流なら、0.2nmですね。
確かに、電子はほとんど動かないです。

しかし、電流には、電子の実際の流れ以外に「変位電流」があります。
変位電流とは、例えばコンデンサの中を流れる電流で、
変位電流+実電流=∇xH という関係です。
超高周波回路での電流は、変位電流がほとんどと考えられ、
変位電流は、光速で「行ったり来たり」します。

尚、変位電流は ∂D/∂t のことで、=電磁波Aではありません。

  投稿者:zuruneko - 2011/05/20(Fri) 06:03  No.10931 
>kafukaさん
導線をガイドとして流れる電流は、変位電流ではないという私の思い込みがありました。変位電流という概念がありましたね。
勉強になります。同時に、マクスウェルは天才ですね。
でも導波管では電磁波ですよね。

  投稿者:zuruneko - 2011/05/20(Fri) 06:15  No.10932 
自己レスです。
導波管の場合は、帰りの導線にあたるものがないから、本質的に違いますね。
通常の回路は、行きと帰りがあります。
変位電流が流れているということが理解できました。
kafukaさんありがとうございます。

  投稿者:甘泉法師 - 2011/05/20(Fri) 07:48  No.10933 
こんにちは。

>相対論が生き残ると楽だと思ってますが、すごく変な事になるのも面白い。

相対論の正しさも前提にすぎないとは、壮大な視点ですね。

=甘泉法師=