永久磁石について

　こんにちは、お世話になります。今大学１年生やっておりますが、
物理の予習レポートの課題です。ヒントや詳しいご指導をいただけたら幸いです。以下が課題です
　超伝導磁石は「永久電流」によって磁場を作ることができる。
では、超伝導でない永久磁石の磁場の期限はなんだろうか、また永久磁石が冷蔵庫や扉など、鉄に張り付く現象はよくあるが、これがなぜ起きるのだろうか。

以上、よろしくお願いします。m(__)m

No.2 ベストアンサー 回答者： cigue 回答日時： 2007/11/09 00:16

起源がぜんぜん違います。

まず、磁場を作るには二つの方法があります。
１．電気を流す
２．磁化を持たせる

１．は電磁石を想像してください。
基本はビオサバールの法則です。
これは電子が移動することによって磁場を作ります。
超伝導磁石も１．に分類されます。
超伝導磁石と電磁石の違いは、単に電磁石に比べて超伝導ならたくさん電流が流せるから、たくさん磁場が発生させられるだけのことです。
ただし、超伝導磁石も上限値があります。
（この辺はBCSの臨界磁場を学んでもらえば


２．は電子のスピンという自由度から来ます。
イメージとしては、電子を一個置いておくと、じつはクルクル回っていて、これを仮想的に電気が流れているものとすると、磁場が発生する、と言うものです。
これは電子が移動することによるものではなく、電子が存在することに由来するものです。
永久磁石の起源です。


では永久磁石と普通の金属の違いは。
これは、２．においてそれぞれの電子の発生させている磁場が同じ向きを向くか、勝手な向きを向くかです。
物質中にはたくさんの電子があり、これがみんなで協力して同じ方向を向いていれば永久磁石になるし、みんなが勝手な向きを向いていれば単なる金属になります。
実は全ての電子が磁場を出せるわけではなく、ある限られた状態にある場合だけです（この辺は物性物理学のフント則を学んでください）
ですので、同じ金属でもアルミは磁石にくっつかないし、鉄は磁石につくなどがあります。


磁石が鉄に張り付く現象は
上で書いたように鉄などの物質はなかに電子があるので磁石になる素質があります。
なので、磁石を近づけるとその素質が現れるわけです。


もしこれ以上に調べたいのでしたら金森磁性あたりを読むのが一番だと思います。

参考URL：http://ci.nii.ac.jp/naid/110002067709/

この回答へのお礼

ありがとうございました。m(__)m

お礼日時：2007/11/14 20:17

No.1 回答者： Meowth 回答日時： 2007/11/08 23:00

永久磁石の寿命

永久磁石の中には自分の磁界を打ち消す向きの
反磁界が発生していて、自分の磁力を減磁、減らすように
働いている。
おなじ棒磁石を反対向きにくっつけたり
U字磁石に鉄心をあてて環状にすることで
反磁界を小さくできるが、
いずれにしてもこの反磁界のため、永久磁石には寿命がある。
材質によって、その時間はいろいろだが、反磁界が小さくなるように
設計されている。（強さとともに寿命も永久磁石の設計のポイント）