フレミング左手ではなぜ磁力線が薄い方に力が働くのでしょうか？

例えば、こんな図ですが、磁力線が薄い方に導線は動きますが、普通に考えると磁力線が濃い方に引き寄せられるような気がするのです。
http://www.gxk.jp/elec/musen/1ama/Htb/html/HA090 …
大昔にフレミング左手を習いふとどんな原理だったのか調べていて気になりました。

No.3 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/12/31 11:18

#2です。

#2のお礼に対して
>薄い方ではNとSを近づけたような感じで引力が働いているのではないでしょうか？

違います。磁力線の弱い部分でも働いている力はあくまで斥力です。
基本的に磁力線が平行に走っている部分では磁力線間には斥力が働きます。

#2で違う方向だと引力が働くと書いてありますが、この引力は磁力線をくっつけてしまい1本の磁力線にするように働きます。N極とS極を近づけると、それぞれの磁石の作る磁力線がくっつきN極からS極に磁力線がつながります。
異なる極間の引力はつながった磁力線の張力によるものです。

磁力線が実際に平行に走るときは必ず向きは同じ向きになっています。実際の磁力線間には必ず斥力が働くようになるのです。

No.2 回答者： rnakamra 回答日時： 2017/12/31 09:26

磁力線や電気力線には次のような特徴があります。

1.平行に同じ方向を向いている力線間には斥力が働く。
逆に反対の方向を向いている力線間には引力が働く。

2.力線自体は張力を持つ。

たとえば、点電荷の作る電界はなぜ広がるのかということも上記の特徴から簡単に説明できます。
点電荷から出てくる電気力線同士は反発しあい広がっていきます。
1本の電気力線だけを見ると張力が働くため直線状になります。
このため点電荷から出てくる電気力線は全方向に一様に広がっていくのです。

同様にN極同士が反発しN極とS極が引かれあうことも簡単に説明ができます。
磁石のN極近くの磁力線がどのようになっているのかはご存知だと思います。磁石の上に紙を乗せ、その上に砂鉄を広げ紙を振動させると模様を描きますね。あの模様が電気力線の形です。N極からは矢印が出て行く方向になります。
N極同士を近づけてみましょう。あの模様が二つ近づいてきますが磁力線同じ向きとなるため磁力線同士は反発し、その力が磁極に伝わり磁極間に斥力が働くのです。
N-S極間だと、磁力線同士が引かれあい、くっついて1本の線となります。この線はN極から出てS極に入るようになるのですが、この磁力線には張力がかかるため二つの極の間には引力が働くのです。

で、以上のことを予備知識として質問にお答えします。
導線の周りにできる磁界は円周状になりますが、これはすべて周りの磁力線から斥力を受けています。
導線が1本だけで他に磁界がない場合は、全方向からかかる斥力がつりあっているため力を受けません。
そこに磁界がかかると磁力線の濃度にムラができます。このとき密度が濃い部分の斥力が大きくなり、密度の薄い部分の斥力は小さくなります。力の大きさの差から、密度の濃い部分からの斥力が勝ってしまい、密度の薄い部分に引き寄せられてしまうのです。
本質的には密度の薄いほうに引き寄せられているのではなく、密度の濃いほうに反発されているといったほうが正しい。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

磁力線の濃い方について、とてもよく分かりました。言われてみると、棒磁石を平衡に持ちNとN、SとSを近づけたような感じですね。確かに、斥力が働いていたのはよく分かりました。

ただ一点よく分からないのが、密度の薄い方に引き寄せられているのではなく、密度の濃いほうに反発されているといったほうが正しい。とのことですが、薄い方ではNとSを近づけたような感じで引力が働いているのではないでしょうか？
ただ、磁力線のベクトル図？みたいな物を見ると単純に打ち消しあって磁力が無くなっているように見えますが、実際にはそちらに引力が働いているのではないでしょうか？

お礼日時：2017/12/31 10:10

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2017/12/30 20:37

磁力線が濃い方に移動するためには仕事をしなくてはなりません。

逆なら仕事をされるので密度の低い方へ押しやられます。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。
磁力線が濃い方に引きつけられる、磁石も弱い方よりも強い方に引きつけられる。このようなイメージがあり不思議に思っています。

お礼日時：2017/12/30 22:10