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物理で電子が円運動をする時に
流れる電流と同じ向きに円運動するんですか?

「物理で電子が円運動をする時に 流れる電流」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 丸は電線です

      補足日時:2022/09/08 12:56
  • 質問の内容が伝わりにくかったです

    ローレンツ力を考慮した向きと電流と逆の向きが
    反対になってしまうのはなぜでか?

      補足日時:2022/09/08 22:40
  • 陽子になってしまいますが

    このようにローレンツ力による円運動

    「物理で電子が円運動をする時に 流れる電流」の補足画像3
      補足日時:2022/09/10 07:58
  • とI/2rによる陽子の
    動く向きが反対になってしまうのはいいんですか?

    という質問です

    「物理で電子が円運動をする時に 流れる電流」の補足画像4
      補足日時:2022/09/10 07:58

A 回答 (11件中1~10件)

周回電流Iに因って作られた磁場(磁束密度)BとIの(電流-磁場)の相対方向と、磁場B中の電子の周回運動(サイクロトロン運動)が生む電流I’とB'の(電流-磁場)の相対方向が逆になる理由を問う質問ですね。


両者の方向が逆なので一見パラドックスのように思えますが、今回の陽子の運動による磁場Bの発生は、外部から駆動される電流に因って磁場が発生する現象と見なせます。一方、電子の周回運動は、その磁場Bに因って引き起こされたものです。

この現象は、最初に陽子電流によって磁場Bが生じて、その磁場に応じた運動を電子が行っていると見なすことが出来ます。電子から見れば、陽子電流が引き起こした磁場Bの変化を減ずるように動くのが自然です。陽子の運動も電子の運動も同じ電流として周りの環境に影響するので、(陽子)電流に因って生じる磁場Bと(電子)電流が生じる磁場B'の方向が逆となるのも自然です。
むしろ、陽子に因る磁場と電子に因る磁場が逆向きで等しく、ちょうどバランスしていること(B= -B')は、誘起される電子の運動が安定して存在し得る条件と言えるのではないでしょうか。

レンツの法則は磁気と電気の間の誘導現象が、新たな変化を減ずるように起こると、変化の方向(傾向)を言いますが、安定した現象が起きている際には、原因と結果の変化量の大きさは等しくなっていると考えます。今回は、その一例だと考えます。
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>ローレンツ力を考慮した向きと電流と逆の向きが


反対になってしまうのはなぜでか?
ーー>
意味不明です!
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いったいどういう設定で、何を聞いている問題?

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電流の流れと電子の流れは逆になるからです。

これが分からないなら電流の基本を勉強してください。
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自由空間では、電子密度をn, 電子の電荷を-e, 電子の速さをvとすると電流密度はi=-nev。

電流は断面積AとしてI=iA。つまり、質問のような場合は電子がない部分(n=0)は電流は無い。一様磁場中では電子(群)は円運動するので電子軌道を円形電流路とみなす事ができるが、電流路が先に決まっているわけではない。
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それでは電流は流れません。

電子も動きません。
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この回答へのお礼

H/2rは使えないんですか?

お礼日時:2022/09/08 22:40

ローレンツ力(ローレンツリョク)で調べる。

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電子は負電荷をもっているので、電子の動く方向と電流の方向は逆です。


・・・・って高校で習いませんでしたか?

ただし、電子が1個原子の周りを回っています・・・という状況であれば、そもそも、「円運動」という表現の妥当性も議論することになるでしょうね。
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この回答へのお礼

ローレンツ力を考慮した場合なぜか回る向きが逆?になってしまいます……

お礼日時:2022/09/08 22:37

改めて考えると、なんだか変だけど。

「物理で電子が円運動をする時に 流れる電流」の回答画像3
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黒で書かれた大きい丸は電線なのかただの円運動の軌道なのか、中心の点は電線なのか、中心点が電線だとしたらどっち向きに電流が流れている

のか といったところが抜けていてなんとも言えません
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