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光学、電磁気学、量子力学の違い。三者は異なる学問ですか? それとも本質的には同...

sup********さん

2019/2/2008:51:06

光学、電磁気学、量子力学の違い。三者は異なる学問ですか? それとも本質的には同じで古い順番ですか?

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電磁波について知りたいと思ったのですが、
>歴史的経緯や議論の側面によって光学、電磁気学、量子力学に分けられ
と書かれていました

どういう意味ですか?
・アプローチが異なるだけで本質は同じ学問ですか?
・以前は「光学」が正しいと考えられていたけれども、「電磁気学」が正しいとわかって、今は「量子力学」が正しいと考えられている、ということですか?
・あるいは、三者は異なる学問なのですか?
・もしくは、同じことを異なる方向から扱うので、学問によって、正解が異なるのですか?

>電磁波の境界は統一的に定められたものではない。学問分野・国毎の法律・規格等によって多少の違いがある
・この辺りの違いが生じる理由を知りたいです

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tra********さん

2019/2/2009:08:25

まず、光学と電磁気学について、
以前は光学は、力学、電磁気学とならんで独立した物理学における学問だと考えられ、独立して研究が行われていました。
ところが、マクスウェルによって、光は電磁波の一種であることが結論づけられ、光学は電磁気学の体系の一分科として、吸収されました。
ただ、光学という分野として研究されてきたこれまでの歴史的経緯もあり、慣習的に光学で使われてきた方法や言葉を用いることも少なくありません。
(電流の正体は電子だけど、公式は電流を使ったものの方が多いみたいな感じです)

さらに、マクスウェル方程式によると、加速する荷電粒子は電磁波を放出し、エネルギーを失うため、ラザフォードの原子模型はおかしい。となるわけです。
そこで、現れたのが量子力学です。
ただ、量子力学をマクロな現象の解析に用いるのは、計算できず現実的ではないため、普通マクロな現象を表す時には量子力学の近似である、古典力学・電磁気学が用いられます。
電磁気学の量子verとして量子電磁気学という分野も存在します。

結論として一般に現在は、
・光学は(古典)電磁気学の一分野として考えられることが多い。
・量子力学と(古典)電磁気学は別の学問分野として考えられることが多い。

  • 質問者

    sup********さん

    2019/2/2109:37:28

    回答ありがとうございました

    >電流の正体は電子だけど、公式は電流を使ったものの方が多いみたいな感じです
    >電磁気学の量子verとして量子電磁気学という分野も存在します
    ・説明が具体的で、大変分かりやすかったです!

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