Question 1

電磁波のE場とB場はなぜ直交するのですか？

Accepted Answer

マクスウェル方程式から導かれる平面波解では、電場E・磁束密度B・伝播方向kの三者が互いに直交します。これはファラデーの誘導法則（∇×E = -∂B/∂t）とアンペール-マクスウェル則（∇×B = μ₀ε₀∂E/∂t）を平面波に適用すると自然に出てくる結果です。

Question 2

媒質（ガラス・水・生体組織）で何が変わりますか？

Accepted Answer

比誘電率εrと比透磁率μrによって位相速度 v = c/√(εrμr) が変わります。ガラス（εr≈4〜9）では光速の1/2〜1/3に減速し、屈折の原因になります。生体組織は高誘電率（εr≈50〜80）かつ導電性があるため、電磁波はすぐに減衰します（表皮深さが浅い）。

Question 3

ポインティングベクトルとは何を意味しますか？

Accepted Answer

S = E × B / μ₀ は電磁エネルギーの流れの密度（W/m²）を表します。太陽からの地球への放射照度（約1361 W/m²）や、マイクロ波炉の2.45 GHz電磁波がどれだけのエネルギーを食品に運んでいるかを示す量です。

Question 4

円偏光と直線偏光の違いは何ですか？

Accepted Answer

直線偏光はE場ベクトルが常に1つの平面内で振動します。円偏光はE場が一定の角速度で回転し、位相差90°の2成分を合成して作られます。光通信や衛星放送では干渉を分離するために円偏光を利用し、スマートフォンのAMOLED液晶表示も円偏光板を使っています。

電磁波シミュレーター — E場・B場の可視化