微小ダイポール(small dipole, infinitesimal dipole)は ヘルツダイポール(Hertz dipole)とも言われる。 1861年にマクスウェルがアンペアの法則に変位電流の概念を導入し、 平面波を導出して電磁波の存在を予言し[1]、それをヘルツは実験で証明した (1887年)。ヘルツは実験家であるだけでなく、理論家でもあり、1889年に 平面波以外の界として微小ダイポールの界を導出し、下のアニメーション のような電気力線を図に残している[2]。

[1] J.C. Maxwell, "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol.155, pp.459-512, 1865.
[2] H. Hertz: Electric waves, p.144, Dover pub inc.
[3] 徳丸仁、基礎電磁波、森北出版、1992年

微小ダイポールアンテナから放射される電気力線

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真ん中に微小ダイポールアンテナが縦に置いてあり、それから 放射される電気力線を描いたものです。 電気力線がちぎれて空間にフワフワと伝わっていく様子がイメージできる と思います。また、これから８の字指向性を想像できるでしょう。

このアニメーションは Mathematica の ContourPlot コマンドで 作成されました。

微小ダイポールアンテナから放射される電磁界のエネルギー分布

ソースファイル(Mathematica)

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電界と磁界

 

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