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電磁ポテンシャル（でんじポテンシャル）とは、電磁場のポテンシャル概念で、スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルの総称である。 物理学、特に電磁気学とその応用分野で使われる。 以下断りがない限り、古典電磁気学のケースを想定して説明する。 == 概要 == マクスウェルの方程式において、電場の強度 、磁束密度 の拘束条件は と書かれる。 時空上のスカラー値関数 とベクトル値関数 を を満たすように選ぶと拘束条件 (M1) はベクトル解析の恒等式により自動的に満たされる。この関数 の組が電磁ポテンシャルである。スカラー値関数 はスカラーポテンシャル、ベクトル値関数 はベクトルポテンシャルと呼ばれる。 電場の強度と磁束密度からスカラーポテンシャル、ベクトルポテンシャルを導入したが、逆にスカラーポテンシャル、ベクトルポテンシャルありきで始めると、上の式(M0)を電場の強度と磁束密度の「定義式」とみなす事もできる。 電磁場は電磁ポテンシャルの一階の微分方程式で定義される為、電磁ポテンシャルには不定性が生じる。この不定性によりポテンシャルを変化させる操作はゲージ変換と呼ばれる。 電磁場をラグランジュ形式で記述する時、ラグランジアンは電磁場ではなく電磁ポテンシャルを用いてかかれるため、電磁ポテンシャルはより基本的な概念として扱われる。 古典電磁気学では、観測にかかる本質的な物理量は電場や磁場であって、ベクトルポテンシャルやスカラーポテンシャルは便宜的に導入された道具に過ぎないとも考えられている。またゲージ変換も理論の不定性を増すだけの余分な性質のようにも思われている。しかし量子力学などの立場からは、電場や磁場よりも電磁ポテンシャルの方が本質的な物理量である。その最も著しい表れ方がアハラノフ＝ボーム効果である。またゲージ変換は、荷電粒子と電磁場との相互作用の形を一意的に決定しているために便利である。〔光物性の基礎と応用〕 スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルはローレンツ変換の下で として4元ベクトル的に変換する。ここで c は光速で次元を揃える為の換算係数である。 特に4元ベクトルとしての電磁ポテンシャルは4元ポテンシャルと呼ばれ、相対性理論においては、この4元ポテンシャルで記述される。 ゲージ変換から場の量子論へと発展され、ゲージ理論となった。ゲージ理論としてみると、電磁ポテンシャルは U(1) ゲージ対称性に対するゲージ場である。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「電磁ポテンシャル」の詳細全文を読む 英語版ウィキペディアに対照対訳語「 Electromagnetic four-potential 」があります。 スポンサード リンク
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