質問: 二極真空管の発明で知られるイギリスの科学者で、電磁気学に関する「左手の法則」「右手の法則」に名を残すのは誰でしょう?
回答: ジョン・フレミング

タイトル: 真空管
エジソンが白熱電球の実験中に発見したエジソン効果(1884年)が端緒となり、その後フレミングが発明(1904年)した素子が二極真空管(二極管)で、三極真空管(三極管)は、リー・ド・フォレストが発明(1906年)した。既に白熱電球の製造技術があり、リー・ド・フォレストの真空管はウェスタン・エレクトリック社でもリー・ド・フォレストの特許のもとに生産に移され、1914年 には三極管は電話回線のリピーター回路に汎用されタイプM (101A) が製造された。1915年のバージニア、アーリントン間の大陸横断電話回線の実験においては、550本の真空管が使われたとされている。使われた真空管はタイプL、タイプW、タイプSであった。

タイトル: 古典電磁気学
古典電磁気学(こてんでんじきがく)または古典電気力学(こてんでんきりきがく)は、電荷と電流の間の電磁気力について研究する理論物理学の一分野である。対応する長さや電磁場の強さが量子力学的効果に影響されないほど十分大きければ、電磁現象をうまく説明できる(量子電磁力学参照)。古典電磁気学の基礎物理学的側面は、『ファインマン物理学』、パノフスキーらの『電磁気学』、『ジャクソン電磁気学』などで紹介されている。電磁気学は19世紀に発展したが、その中でも特にジェームズ・クラーク・マクスウェルが重要な役割を果たした。電磁気学の歴史については、パウリの『相対性理論』、数学者E・T・ホイッタカーの著書、A・パイスのアインシュタインの伝記などに詳しい。

タイトル: ジョセフ・ヘンリー
ジョセフ・ヘンリー(Joseph Henry、1797年12月17日 - 1878年5月13日)は、アメリカの物理学者。スミソニアン協会の初代会長として、米国の科学振興に尽くした。生前から高く評価されていた。イギリスのマイケル・ファラデーとほぼ同時期に電磁誘導(相互誘導)を発見したが、ファラデーの方が先に発表している。電磁石を研究する過程で自己誘導という電磁気の現象(コイルに逆起電力が生じること)を発見。電磁誘導(インダクタンス)のSI単位ヘンリーに、その名をとどめる。また継電器を発明し、サミュエル・モールスやチャールズ・ホイートストンが電信を発明する基礎を築いた。

タイトル: ウィリアム・ロバート・グローブ
ウィリアム・ロバート・グローブ(英:William Robert Grove、1811年7月11日 - 1896年8月1日)は、イギリスの科学者。グローブ電池を考案したことで知られる。

タイトル: ビオ・サバールの法則
1820年4月、デンマークの物理学者ハンス・クリスティアン・エルステッドはコペンハーゲン大学での講義中、電気回路をいじっていた時近くにあった方位磁石が北ではない方角を指し示していることに気が付き、電流と磁場の関係について数か月の研究の末、電流の磁気作用を発表した。 これを受け、ジャン・バティスタ・ビオとフェリックス・サバールは共同で実験を行い、この法則を発表するに至った。さらにこの数ヵ月後にはフランソワ・アラゴーが電磁石の原理を、アンドレ・マリー・アンペールがアンペールの法則を発見している。これらの功績がエルステッドの発見から僅か一年以内のことであったのは驚くべきことである。さらに3年後の1823年にスタージャンが実際に電磁石を作成し、24年にアラゴーは回転磁気を発見している。この1820年からの数年間は科学史上重要な期間である。

タイトル: オリバー・ロッジ
サー・オリバー・ロッジ(Sir Oliver Joseph Lodge、1851年6月12日 - 1940年8月22日)は、イギリスの物理学者、著述家。初期の無線電信の検波器に用いられたコヒーラの発明者である。また、点火プラグの発明者である。エーテルの研究でも知られる。また心霊現象研究協会のメンバーで、心霊現象を肯定する立場での活動、著述もおこなった。

タイトル: 電気
フランクリンは陽電気および陰電気の発明の確立者と見なされることが多い。1773年、ヘンリー・キャヴェンディッシュは荷電粒子間に働く力が電荷の積に比例し、距離の2乗に反比例することを実験で確認。1785年にシャルル・ド・クーロンがクーロンの法則として定式化した。1791年、ルイージ・ガルヴァーニは動物電気(生体電気)の発見を発表。神経細胞から筋肉に信号を伝える媒体が電気であることを示した(ガルヴァーニ電気)。1800年、アレッサンドロ・ボルタは亜鉛と銅を交互に重ねたボルタの電堆を発明。それまでの静電発電機よりも安定的に動作する電源となった。1820年、ハンス・クリスティアン・エルステッドが電磁気学の基礎となる電流による磁気作用を発見。アンドレ=マリ・アンペールは現象を再現してさらに詳細な研究を行った。

タイトル: レンツの法則
レンツの法則(レンツのほうそく、英: Lenz's law)とは、19世紀のロシアの物理学者、ハインリヒ・レンツ (Lenz)によって発見された電磁誘導に関する法則のこと。何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致するというもの。例えばコイルに軸方向から棒磁石を近づけると誘導電流が流れる。コイルに電流が流れると磁場が生じるが、この磁場はレンツの法則が示唆する向き、すなわち棒磁石の接近を妨げる向きとなる。

タイトル: マイケル・ファラデー
後年ファラデーは電磁力が電気伝導体の周囲の空間に及んでいるという説を提案した。しかし他の科学者はその考え方を拒絶し、ファラデーの存命中は認められなかった。ファラデーの帯電した物体や磁石から磁力線が出ているという概念は、電磁場の視覚化手段を提供した。このモデルは19世紀後半の産業を支配した電気機械式装置の開発にとってきわめて重要となった。1845年、ファラデーは多くの物質が磁場に対して弱く反発することを発見し、その現象を反磁性 (diamagnetism) と名付けた。また、光の進む方向にそって印加された電磁場によって直線偏光の偏光面が回転することを発見。これをファラデー効果と呼ぶ。ファラデーのノートには「私はついに磁気の曲線または「力の線」を解明し、光線を磁化することに成功した」と記してある。

タイトル: 逆2乗の法則
電磁気学における逆2乗の法則として、クーロンの法則がある。クーロンの法則は、発見者のシャルル・ド・クーロンから名前が取られている。クーロンの法則には電場に対するものと磁場に対するものの2種類ある。前者は球形または点状の電荷が作る電場の強さを述べたもので、後者は双極子の一方の極が作る磁場の強さを述べたものである。クーロンの法則は、近接作用論の立場では電磁場に関する法則として述べられるが、ニュートンの万有引力のように2つの物体の間に働く力として表すこともできる。この場合、電場に関するクーロンの法則は「電荷を持つ粒子同士に働く静電気力の大きさは、粒子間の距離の逆2乗に比例する」と表現できる。クーロン自身はねじれ秤(英語版)を用いて2つの帯電した物体の間に働く力を測定することによって、静電気力に関するクーロンの法則を発見している。

タイトル: チャールズ・バーノン・ボーイズ
サー・チャールズ・バーノン・ボーイズ(Sir Charles Vernon Boys、1855年3月15日 - 1944年3月30日)は、イギリスの物理学者であり、慎重かつ革新的な実験によって知られる。

タイトル: フレミングの右手の法則
フレミングの右手の法則は電磁誘導の方向を覚えやすくするために考案されたものである。右手の中指と人差し指と親指をたてて互いに直交する関係にしたとき、の関係が成り立つことを示すものである。

タイトル: 電磁気学
実際、真空中の光速は慣性系によらず一定であること(光速度不変の原理)は実験的に立証されている。特殊相対性理論は、この光速度不変の原理と特殊相対性原理を指導原理として、アインシュタインが構築した理論である。

タイトル: ウィリアム・ランキン
ウィリアム・ジョン・マッコーン・ランキン(William John Macquorn Rankine FRSE FRS、1820年7月5日 - 1872年12月24日)は、19世紀イギリス(スコットランド)の機械技師であり、土木工学、物理学、数学の分野でも貢献した。ルドルフ・クラウジウス、ウィリアム・トムソン(ケルヴィン卿)とともに熱力学の創始者であり、特に熱力学の三法則のうち第一法則を中心に研究した。ランキンは、絶対温度目盛を摂氏ではなく華氏で表したランキン温度目盛を開発した。ランキンは、蒸気機関を含む全ての熱機関の完全な理論を構築した。1850年代、1860年代に出版された基礎工学や実践工学の教科書は、その後何十年にもわたって使用された。ランキンは、1840年以降、科学や工学をテーマにした数百もの論文やノートを発表した。

タイトル: リー・ド・フォレスト
1906年に三極管の一種であるオーディオン管を発明。さらに無線電信の受信機の改良も行った。1906年1月、電波検出器として機能する二極管(いわゆる検波管)の特許を出願。ジョン・フレミングが1904年に発明した二極管「フレミング管」(w:Fleming valve)に工夫を加えたものである。さらに研究を進め、3つの電極を持つ、オーディオン管あるいはド・フォレスト管とも呼ばれる真空管を発明した。二極管のカソード(フィラメント)とアノード(プレート)の間に第三の電極であるグリッドを挿入したもので、信号の増幅に使うことができる。これは世界最初の三極管とみなされている(三極管という呼称ができたのは1919年)。1907年に特許を出願し、1908年2月に米国特許番号第879,532号として発効した。三極管により信号の増幅ができるようになったことで、電子工学の分野が大きく広がった。

タイトル: ハインリヒ・ヘルツ
ハインリヒ・ルドルフ・ヘルツ(Heinrich Rudolf Hertz, 1857年2月22日 - 1894年1月1日)は、ドイツの物理学者。マックスウェルの電磁気理論をさらに明確化し発展させた。1888年に電磁波の放射の存在を、それを生成・検出する機械の構築によって初めて実証した。

タイトル: ヘンリー・モーズリー (物理学者)
ヘンリー・グウィン・ジェフリーズ・モーズリー(Henry Gwyn Jeffreys Moseley, 1887年11月23日 - 1915年8月10日)は、イギリスの物理学者である。元素の特性X線の波長との原子核の電荷(原子番号)の関係(モーズリーの法則)を見出した。この発見によって原子番号の物理的意味が明らかになり、周期表の未発見の元素を予測するなどが可能となった。

タイトル: アルバート・W・ハル
アルバート・ワランス・ハル(Albert Wallace Hull、1880年4月19日 - 1966年1月22日)は、アメリカ合衆国の物理学者。マグネトロンを発明して真空管の発展に貢献した電気技術者である。米国科学アカデミー会員であった。

タイトル: 三極真空管
熱電子真空管が発明される前、フィリップ・レーナルトは1902年に光電実験を行っている間にグリッド制御の原理を使用していた。ラジオで使用された最初の真空管は、1904年にジョン・フレミングがラジオ受信機の検出器として発明した熱電子ダイオード(二極管)またはフレミングバルブであった。これは加熱したフィラメントとプレート(アノード)の2つの電極が中に入った真空ガラス球であった。真空三極管はアメリカの技術者リー・ド・フォレストとオーストリアの物理学者Robert von Liebenにより1906年にそれぞれ独立に特許が取得された。フィラメントとプレートの間に電流を制御するために3番目の電極であるグリッドが加えられている。1906年3月に特許が取得されたvon Liebenの部分的に真空にされた3素子の管は、微量の水銀蒸気を含み弱い電話信号を増幅することを目的としていた。

タイトル: 電気工学
1897年、フェルディナント・ブラウンはオシロスコープの一部としてブラウン管を発明し、これが後のテレビを生むことになる。ジョン・フレミングは1904年、最初の真空管(二極管)を発明した。2年後、ロベルト・フォン・リーベン(英語版)とリー・ド・フォレストがそれぞれ独自に増幅効果のある三極管を発明した。1895年、グリエルモ・マルコーニはヘルツの無線技術をさらに進展させた。まず彼は約1.5マイルの距離での無線信号の送受信実験を行った。1901年12月、マルコーニは地表面の曲率に影響されない無線電波を送信し、大西洋を横断する無線通信に成功した(距離は約3400km)。1920年、アルバート・ハル(英語版)がマグネトロンを開発し、1946年のパーシー・スペンサーによる電子レンジ開発の元となった。

タイトル: 陰極線
初期の真空管で開拓された電子線操作技術は、フェルディナント・ブラウンが1897年に発明したブラウン管をはじめとする実用的な真空管の設計に応用された。現在でも電子顕微鏡や電子線描画装置、粒子加速器のような洗練された機器で同様の技術が使われている。

タイトル: 陰極線
1654年にオットー・フォン・ゲーリケが真空ポンプを発明すると、物理学者たちは希薄空気に高電圧の電気を加える実験に取り組み始めた。1705年には、希薄空気の中では静電発電機によるスパーク(英語版)が大気圧下より長い距離にわたって発生することが判明した。1838年、マイケル・ファラデーは希薄空気で満たされたガラス管に電流を通す実験を行い、奇妙な光のアークが陰極から陽極まで伸びていることに気づいた。 1857年、ドイツ人の物理学者で吹きガラス職人でもあったハインリッヒ・ガイスラーは、改良されたポンプを用いて真空度10 atmにまで減圧すると、管内にアークではなくグロー光が発生することを発見した。このとき電極間に加えられていた電圧は誘導コイルによって発生させたもので、数kVから数100 kVまでの間だったと考えられる。

タイトル: 電気
ジャン=バティスト・ビオとフェリックス・サバールは1820年、電流とその周囲に形成される磁場の関係を定式化(ビオ・サバールの法則)。1821年、マイケル・ファラデーはその現象を応用した電動機を発明。1830年、ファラデーとジョセフ・ヘンリーが電磁誘導現象を発見。電気と磁気(と光)の関係を定式化したのはジェームズ・クラーク・マクスウェルで、1861年から1862年の論文 On Physical Lines of Force で発表した。これにはウィリアム・トムソンの1845年の論文が影響を与えた。ゲオルク・オームは1827年、オームの法則を含む電気回路の数学的解析を発表した。グスタフ・キルヒホフは1845年、キルヒホッフの法則を発見。これらの成果を基にヘルマン・フォン・ヘルムホルツ(1853年)、シャルル・テブナン(1883年、再発見)、鳳秀太郎(?

タイトル: ヴィルヘルム・レントゲン
同年に発表した『均一電場内での誘電体の運動により生じる電気力学的な力』という論文ではマクスウェルの電磁理論を実験的に証明し、レントゲン電流と呼ばれる現象(変位電流)を発見した。1894年には同大学の学長に選ばれている。ヴュルツブルク大学では圧力をかけた時の固体や液体の物性変化を研究し、1895年10月から放電管の実験を始めた。これが翌月のX線の発見へと繋がった。当時、ハインリヒ・ヘルツやフィリップ・レーナルトらによって真空放電や陰極線の研究が進められていた。陰極線は電子の流れだが、金属を透過することから当時の物理学では粒子の流れではなく、電磁波の一種と考えられていた。レントゲンもこれらの現象に興味を持ち、レーナルトに依頼して確実に動作するレーナルト管を譲り受けた。なおX線の発見に関する論文でこれに対する謝辞がなかったため、レーナルトから激しい怒りを買っている。

タイトル: クーロンの法則
1746年にはライデン瓶が発明され、電気を蓄える技術を手に入れた。1750年には検電器が発明され、これらからフランクリンが電気にプラスとマイナスの区別をつけることでデュ・フェの現象を説明した。フランクリンの手紙に示唆されて、プリーストリーは1766年に中空の金属容器を帯電させ、内部の空気中に電気力が働かないことを示し、重力との類推から電気力が距離の2乗に反比例すると予想した。1769年にジョン・ロビソン(John Robison)は実験により同種電荷の斥力は距離の2.06乗に反比例し、異種電荷の引力は距離の2以下の累乗に反比例することを見いだした。しかしこの結果は1803年まで公表されなかった。1773年にイギリスのキャヴェンディッシュは同心にした2個の金属球の外球を帯電させ、その二つを帯電させたときに内球に電気が移らないことから逆二乗の法則を導き出した。

タイトル: 電磁気学
電磁気学(でんじきがく、(英: electromagnetism)は、物理学の分野の1つであり、基本相互作用のひとつである電磁相互作用に関する現象を扱う学問である。工学分野では、電気磁気学と呼ばれることもある。電磁気学の基礎は、19世紀にスコットランドの科学者ジェームズ・クラーク・マクスウェルが導き出した、マクスウェルの方程式によって定式化された。マクスウェルの方程式は、「物理学における2番目の大きな統一」と呼ばれる。 本稿では学問としての電磁気学全般について述べるにとどめ、より詳細な理論については古典電磁気学、歴史については電磁気学の年表に譲る。

タイトル: 統一場理論
一見異なる物理現象や法則であってもその実、よりシンプルな理論の一部である、という事実は物理学の歴史が示しており、「よりシンプルな理論でより多くを説明する」という目的は理論物理学の一つの至上命令である。古くはジェームズ・クラーク・マクスウェルによる電気力と磁気力を電磁気力として統一した例がある(電磁気学)。電流や時間変動する電場は磁場を生じ、時間変動する磁場は電場を生じる。互いに相互関係にあり、これら2つを電磁気力として統一された。場の理論の相互作用力の統一の試みは、最初期としてはアルベルト・アインシュタインやテオドール・カルツァ、オスカル・クラインによる一般相対性理論と量子電磁気学の統一の試みであるが、これは場の理論が確立していない時代の試みであり、量子電磁気学は物理学者であったリチャード・ファインマンらによって繰り込みが発見されて以降ようやく確立した理論である。