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？

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質問者：eipa0000
質問日時：2022/09/07 20:42
回答数：11件

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？

丸は電線です

補足日時：2022/09/08 12:56
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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
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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

補足日時：2022/09/10 07:58
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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

補足日時：2022/09/10 07:58
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回答 (11件中1～10件)

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No.11

回答者： d9win
回答日時：2022/09/10 11:25

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。