鉄の回転と磁界

永久磁石でない鉄でできた直径10 cm、高さ5 cmの円盤があるとします。この円盤を高速で回転させると、鉄の中には電子があるので円電流を流したのと同じになるので、磁界ができると思います。

そのように考えて正しいでしょうか。

No.9 ベストアンサー 回答者： ゆたモン0323 回答日時： 2022/09/14 15:23

「鉄の中には電子があるので、鉄の円盤を回転させると円電流を流したのとおなじになる」という考えは、なぜ間違っているのでしょうか。

下記のページを参考にして答えます。図2のような鉄塊全体の円電流を考えているように思えたので、NOと回答しました。図3のような原子レベルでの円電流は発生(というか元からある)しており、その向きが全て一方向となることで、磁界が発生します。


http://www3.muroran-it.ac.jp/hydrogen/mag_intro. …

この回答へのお礼

お教えのサイトの説明が分かり易かったです。

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/15 20:39

No.11 回答者： abikon990-08321-3-29 回答日時： 2022/09/15 11:22

ああ物質・原子は、電子が外側にあって、わずかに負電荷が優勢になっているので、磁場を発生させるかもしれませんね。

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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/19 15:43

No.10 回答者： abikon990-08321-3-29 回答日時： 2022/09/15 11:14

正しくないです。

＋の電荷を持った陽子も一緒に回転して磁場は相殺されるので。

『素粒子と宇宙の疑問 知りたい肝心のところをとことん具体的に解説
ーこの世界は何からできているのか 宇宙はどのように始まり終わるのかー』
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/15 20:40

No.8 回答者： mpcsp079goo 回答日時： 2022/09/14 10:16

正電荷と中和しているんでダメです！

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:53

No.7 回答者： d9win 回答日時： 2022/09/14 08:56

鉄に限らず全ての物質中の電子の数は陽子の数と同じなので、それが回転しても、-電荷の回転と+電荷の回転が相殺して電流は流れません。

したがって、そのことに因る磁界も出来ません。
しかしながら、鉄のような強磁性体では微小な永久磁石の働きをする電子のスピンが存在します。鉄を高速回転させると、それまでばらばらだったスピンの方向がわずかに揃って磁界が発生します。これが#3にあるバーネット効果で1915年に発見されました。

この回答へのお礼

>-電荷の回転と+電荷の回転が相殺して電流は流れません。

そうなんですか。
驚きました。

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:52

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/09/14 07:32

陽子と電子で逆の磁場が生じるので

相殺しちゃうでしょう。

これで磁場が生じるなら、鉄である必要も
導体である必要もないです。

あなたか走れば、電子だけの寄与を考えると
およそ2000億Aくらいの電流になるので
周囲を吹き飛ばすくらいの磁場が発生します。
人類皆爆弾(^_^;)

この回答へのお礼

>陽子と電子で逆の磁場が生じるので
相殺しちゃうでしょう。

陽子も磁場を生じるんですか。磁場を生じるのは電子だけかと思っていました。

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:48

No.5 回答者： 銀鱗 回答日時： 2022/09/13 22:40

磁界はできないよ。

そもそも電流、流れないから。

風呂の端っこで手桶に湯を入れて、反対の端の湯船に戻した……。
湯って流れ出た？

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:46

No.4 回答者： endlessriver 回答日時： 2022/09/13 22:40

言い方を変えると電子も原子核も電流を生じますが逆方向

なので、合わせて 0

この回答へのお礼

ありがとうございます。

陽子の流れも電流を生じるんですか。電子の流れだけが電流を生じるのではないのですか。

お礼日時：2022/09/14 14:46

No.3 回答者： ゆたモン0323 回答日時： 2022/09/13 22:39

バーネット効果観測の実験装置で確認されていますね。

1 秒間に数千回転している物質の磁石の強さをその場観察する装置で、室温で永久磁石ではない普通の金属であるガドリニウム（Gd）、テルビウム（Tb）、ディスプロシウム（Dy）を用いて実験を行った。実験の結果、いずれの金属においても回転中のみ永久磁石の性質を帯びること、回転数に磁石の強度が比例することが確認された。
回転運動を用いて普通の金属の磁石の性質を制御する新しい方法を提供する本成果によって、ナノスケールの磁気と機械的回転の結びついた加速度センサーや磁気センサーの実現が期待されます。

出展：原子力機構の研究開発成果 2017-18

バーネット効果により、バラバラな方向を向いている電子は、物体が回転すると一定方向に揃います。これは磁性体に磁石を近づけたときと同じことになりますので、磁力を持つということです。円電流を流したのとは違います。

この回答へのお礼

詳しく説明いただきよく分かりました。

>円電流を流したのとは違います。

「鉄の中には電子があるので、鉄の円盤を回転させると円電流を流したのとおなじになる」という考えは、なぜ間違っているのでしょうか。

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:44

No.2 回答者： Ritorai 回答日時： 2022/09/13 22:37

モーターに磁石が付いてるのは　あなたの考えでは電流が発生しないから・・なのだが・・？

この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時：2022/09/14 14:39