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タイトルの通りですが、棒磁石内で磁力線がS極からN極に向かう理由を教えてください。過去のスレをみたり、ネットで調べたのですがよく分かりませんでした。。
よろしくお願いします。

A 回答 (3件)

棒磁石を四角い点線で書き、N極とS極を決めます。

N極からS極に向かうように、磁石の外側に、ぐるっと1本だけ矢印で書いてみましょう。

磁力線は増えたり減ったり消えたりしない(注1)ので、始点と終点をつなげる必要があります。磁石の内部を通るように矢印を書いてみましょう。

磁石内部では、S極からN極へ向かう向きの磁力線になりましたよね。

注1)「マクスウェル方程式」で検索してね。
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Excel-starさん こんにちは。



棒磁石内では「磁束線(ベクトルBをあらわす)はS極からN極に向かい」ますが、「磁力線(ベクトルHをあらわす)はN極からS極にむかい」ます。両者の違いについては詳しくは電磁気の教科書を参照してください。大雑把に言いますと、磁束線についてはその棒磁石の先端の境界での連続性から明らかです。磁力線については棒磁石の先端付近にある正磁極(N)から負磁極(S)に向かって、(電気力線と同じように)伸びているということです。
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http://www.geocities.jp/coremagic/magnet.html
の後半が参考になるかも知れません。
磁力線がS極からN極に向かう訳ではないと思います。
磁石内に整然と並んだ微小な磁石のN極からその前の
微小な磁石のS極に向かっているのではないかと
思います。
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Q棒磁石内の磁場はどうなっているのでしょうか?

棒磁石内の磁場はどのようになっているのでしょうか?特に中心部について知りたいです。
また、磁石のNとSが作り出す磁場と、点電荷(ーQと+Q)が作り出す電気力線の違いについて教えてほしいです。また、なぜそのような違いが表れるのかを知りたいです。
あまり、物理学を学んでいないので(高校生程度)、分かりやすく説明して頂けると幸いです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

棒磁石内の磁場が見えるとしたら、S極からN極に向かっているように見えるはずです。

磁力線と電気力線の違いですが、磁力線は必ず輪になっていて、電気力線は必ずしも輪にはなっていないという違いでしょうか。
これは磁極にN極だけ、S極だけといった単極(モノポール)が存在しないのに対し、
電荷には電子、プラスイオン、マイナスイオンなど単極が存在することに起因していると思いました。

しかし磁極のモノポールは宇宙誕生初期に存在したとか今でも宇宙に散らばっているとかTVでみたことあります。かなり最先端の物理の議論だったようなのでさすがに理解はできませんでした。

Q棒磁石を二つに切ってもN極だけやS極だけにならないのは何故?

棒磁石を真ん中から二つに折っても、折れた磁石は元のようにS極とN極を持ってますよね?
どうしてS極やN極だけにならないのでしょうか。
単純な疑問で申し訳ありませんが、教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちわ。

 まだ、受け付けているようなのでお話したくなりました。
 あなたは、単純な疑問と思って、遠慮がちですが、難しい問題なのです。誰も(先生を含めて)はっきり分かり易く、割り切れる説明をする人がいないからです。皆曖昧にしているのです。

 科学言葉は、意味が1つきりではっきりしていて、融通の利かない言葉の筈です。これが曖昧な日常生活用語と違い、科学用語の特徴です。


 早速問題に入ります。

 この問題は、科学用語は全て同じなのですが、必ず、歴史的経過で言葉(用語)が作られますから、歴史が条件に入ります。

 要点だけにします。
 
 天然の磁石が発見され、北極と南極を指す事から、コンパスが作られ、磁石に、N、S表現が定着しました。

 次にエルステッド教授によって、電線電流の回りに同心円状に磁力線(これはファラデーが透明な磁界を線で表現することを考え付いたもので、数値表現できるようになり、透明な電界にもまねて電気力線で表し、お陰で今日の電気機械器具を設計製造できるようになったと言うファラデーの功績があるのです。)が出来てる自然の事実が分かりました。
  
 次に、電線を円にして、又はコイル状にして、電流を流すと、強力な磁力線を発生して、電流が円状に流れると、コイルに電流が流ると、鉄がなくてもNS磁極を持った棒磁石と全く同じ動作をすることが分かった。
 
 鉄粉を撒いて見る手段でも分かる通り、円やコイルの中から磁力線が発生しています。
 
 このことから、アンペールは、当時、既に磁石は中でこまい円形状電流が揃って集まった物を想像したと聞きます。
 コイルの電流により磁力線がコイルの中を通ると言う、この辺から、棒磁石の中を磁力線が通り空気中に出て一回りして戻っている発想が生まれました。

 つまり、鉄の磁石の端に付けたNSが、鉄原子の中のマイナス(-)電気を帯びた電子がコイルの電流の様に円状に回転していて、それが大量に向きが揃っているため、
磁力線が束に揃って磁石の外の空気中に出てくるのだ、磁石の正体は、磁力線そのものだ、しかも、電流と磁力線は知恵の輪の関係になって発生している。
 
 しかも、電流の輪と、磁力線の輪が、鎖か知恵の輪の関係にあります。この輪になった磁力線に棒磁石の様な、両端はありません。

 電子1個ごとにのバラバラに回転(英語でスピンする)する電流と交差する透明な磁力線にもいえる事で、切れ端はありません。

 以上の様に記憶して説明すると、いつでも何処ででも、自然現象にぴったり合うとなったのです。
 磁石の正体は、リング状をした磁力線と分かったのです。磁力線が磁石なのです。

 このように、記憶法をはっきりさせて教えるべきなのですが、統一とれていません。
人任せになっているから、いつまでも曖昧なままなのです。

 だから切ってもNSのような端ができないのです。

 
以上

こんにちわ。

 まだ、受け付けているようなのでお話したくなりました。
 あなたは、単純な疑問と思って、遠慮がちですが、難しい問題なのです。誰も(先生を含めて)はっきり分かり易く、割り切れる説明をする人がいないからです。皆曖昧にしているのです。

 科学言葉は、意味が1つきりではっきりしていて、融通の利かない言葉の筈です。これが曖昧な日常生活用語と違い、科学用語の特徴です。


 早速問題に入ります。

 この問題は、科学用語は全て同じなのですが、必ず、歴史的経過で言葉(...続きを読む

Q磁石の作り方

電気の授業で電磁石の話の時にふと思ったのですが
磁石って何から出来ていてどうやって作られているんですか?
なんでN極とS極があるんですかねえ@
変な質問してしまってすみません。
もしとっても優しい方がいらっしゃったら教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

磁石は、フェライト、アルニコ、ネオジウム、サマコバ、希土類など
色々な磁性体(を混合して)を鋳造したり焼結して作られています。

しかし、不対電子の働きがわかって来たことから、プラスチックの
有機ポリマー磁石を作る事に海外の大学の研究チームが成功し
ています。(まだ、マイナス262℃でないと磁石にならないが)

磁力と保持力はトレードオフの関係にあるから、用途によって磁石
を使い分けたりします。

なぜN極とS極があるかですが、これがわかれば宇宙の生い立ちを
解き明かす鍵になると思います。
現在は、不対電子や電子スピンによって説明されていますがその
原理などは解明されていないと思います。


参考URLに磁石を製造している会社のHPを入れておきますので
参考にして下さい。

参考URL:http://www.26magnet.co.jp/qa/index.html

Qリング状の磁石のN極とS極はどこ?

棒状の磁石のN極S極ははじっこですよね。U字型の磁石も切れ端の所が
N極S極ですよね。じゃあリング状の磁石の場合はどうなるんだろう?
と考えてみてもわかりません。教えてください。
よければT字型、X字型、H字型とかについても教えてください。

Aベストアンサー

丸い磁石は、円柱のどちらかの面がN極、反対側の面が
S極になります。

磁石の中で無数の原子磁石が整列し、全体として磁石になっています。磁石の中央部では各原子磁石のN極とS極が打ち消し合い磁極は表れませんが、磁石の端では、打ち消し合うことができなため、磁極が表れます。
ドーナツのように丸い場合には端も丸いので磁極は無くなります。

Q棒磁石で、磁力の一番強いところはその両端だと言われていおますが、、、

棒磁石で、磁力の一番強いところはその両端だと言われていおますが、、、
その理由を、暗記でなく・・・直感的に理解してみたいです。

説明いただけると、ありがたいです。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

荒っぽい事を書きます。
棒磁石[AB]で考えます。
端に小さい鉄片(クリップ)を近づけるとくっつきます。
真ん中の方に持って行ってもほとんどくっつきません。
もうひとつ棒磁石[CD]を用意します。
[AB][CD」とくっつけます。
2倍の長さの磁石[AD]になります。
[AB]、[CD]と別々であればくっついていたはずのB,CのところがBCとくっつくとくっつく力が弱くなるのです。接触点のごく近く以外はくっつかなくなっているのが分かると思います。
電気の場合の+-の打ち消しと同じようにNSの打ち消しが起こっています。
磁気がなくなったわけではありませんので磁力線が磁石の中に閉じ込められてしまったという表現をする方がいいかもしれません。BからCに磁力線が直で入ってしまって外に出なくなってしまったということです。

だから逆に棒磁石[AB]を2つに割ると[AA'][B'B]という2つの磁石になってしまいます。

磁石の真ん中はクリップをくっつける力は弱いというのがどういうことか分かってもらえましたでしょうか。

Q磁場と磁束密度の違い

磁場Hと磁束密度Bの違いとはなんですか?
使い分けは出来るのですがよくわかっていません。
具体的に教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

追加です。

「EとH,DとB」という本が共立出版・物理ワンポイントシリーズにありました。
1冊の本になるくらいBとHの区別は難しい,というか私も理解に苦労した記憶があります。

B=μH 磁束密度B[Wb/m^2],透磁率μ[H/m],磁界H[A/m]
D=εE 電束密度D[C/m^2],誘電率ε[F/m],電界E[V/m]
J=σE 電流密度J[A/m^2],導電率σ[S/m],電界E[V/m]

これらの式は数学的には同じ形になり,ポアソン方程式の境界条件なども同じ形になります。

私もしばらく,B,H,D,Eという物理量の違いが理解できず,悶々としていました。
これらの中で
「導電率σの物質に電界Eをかけると,電流密度Jで電流が流れる」という,
微視的なオームの法則が一番イメージがわきやすかったです。

すなわち,
EやHは流れを作り出す「界」の大きさで,長さあたりの傾斜
J,B,Dはできた流れを,タバとしてみた「束」の面積あたりの密度
というイメージです。

EやHに,平行な長さをかけて積分した起電力[V],起磁力[A]
BやDやJに,垂直な断面積をかけて積分した,磁束[Wb],電束[C],電流束[A]

これらは同じ性質を持つことになります。このうち電圧(起電力),電流は電気回路の考え方に従い,
直列や並列に接続したときの性質がよく分かっています。

これを手がかりにして,

磁束や電束は流れる量で,電流と同じく「束」として一続きの糸のようにつながっている。
磁界や電界は流れを作るポテンシャル勾配「界」で,ぐるりと一周線積分すると起磁力,起電力になる,

というイメージがつかめました。

追加です。

「EとH,DとB」という本が共立出版・物理ワンポイントシリーズにありました。
1冊の本になるくらいBとHの区別は難しい,というか私も理解に苦労した記憶があります。

B=μH 磁束密度B[Wb/m^2],透磁率μ[H/m],磁界H[A/m]
D=εE 電束密度D[C/m^2],誘電率ε[F/m],電界E[V/m]
J=σE 電流密度J[A/m^2],導電率σ[S/m],電界E[V/m]

これらの式は数学的には同じ形になり,ポアソン方程式の境界条件なども同じ形になります。

私もしばらく,B,H,D,Eという物理量の違いが理解できず,悶々としていました...続きを読む

Q磁気を遮断するもの

10mmくらいの間隔を置いて磁石が固定されており、お互いに引っ張りあっているものの間に、何かの物質により磁力を遮断することは可能でしょうか。
その磁力を遮断する物質は何でしょうか。教えて下さい。

Aベストアンサー

磁石の磁極は2種類(N極とS極)あり異種の磁極が引き合い、同種の磁極は反発しあいます。
また、一個の磁石は、必ずこの両極を持っています。

いま2個の磁石があり互いに引き合っているのですから、一つの磁石のN極と、もう一つの磁石のS極が引き合っていると思います。

一般に磁気を遮蔽するには、No.1,3の方の回答にありますように普通は透磁率の高い(磁石で付きやすい)金属を使うのですが、これは磁石が1個のときに、その磁石のN極の磁気とS極の磁気とを通りやすい物質でつないで、外に出ないように封じ込めます。
ところが、今回は磁石が2個なので、引き合っている間に透磁率の高い物質を入れると、それぞれの磁気がこの磁石で付きやすい物質を引きますので、遮断できないと思います。

>お互いの磁力が作用しなくなりそれぞれの糸がたるみ、磁石が落ちる。といった構造にしたいのですが。
このような作用をさせたいとすると、遮蔽する考えでなくて反発させるのが良いと思います。
つまり、シート状で両面が極になっている磁石を使用します。
2個の磁石の間にN極にはN極が、S極にはS極が向くように入れます。
これで、2個の磁石は、同極に相対しますから反発されるので落ちると思います。

もし馬蹄形の磁石でしたら、少し複雑になりますが、このシート状の磁石を2枚使って、それぞれの足で逆な極性にすることになりますね。

磁石の磁極は2種類(N極とS極)あり異種の磁極が引き合い、同種の磁極は反発しあいます。
また、一個の磁石は、必ずこの両極を持っています。

いま2個の磁石があり互いに引き合っているのですから、一つの磁石のN極と、もう一つの磁石のS極が引き合っていると思います。

一般に磁気を遮蔽するには、No.1,3の方の回答にありますように普通は透磁率の高い(磁石で付きやすい)金属を使うのですが、これは磁石が1個のときに、その磁石のN極の磁気とS極の磁気とを通りやすい物質でつないで、外に出な...続きを読む

Qお金はなぜ磁石にくっつかないの?

小学校3年の理科の宿題で、磁石にくっつくものについて、調べています。先生に
「お金は、なぜ磁石にはくっつかないのか?」と質問を出されたけど、さっぱり分かりません。いろいろ調べたのだけど・・・。ぜひ、教えてください。

Aベストアンサー

磁石にくっつく金属には鉄とかニッケルがあります.
お金(ここではコインのことだと思います)は一円玉を除いていくつかの金属を混ぜて作っています.その中に磁石にくっつく金属を使っていないと,当然磁石にはくっつきません.
500円,100円,50円には磁石につくニッケルを使っていますが,その混ぜる割合が少ないので,普通の磁石ではくっつきません.とても強い磁石だとくっつくはずです.
参考URLの,「貨幣の製造」に金属の割合が出ています.
#「くっつかないように作ってある」だと宿題の答えにはならないでしょうね :-)

参考URL:http://www.mint.go.jp/guide/

Q中学理科-電磁誘導と磁界電流の向き

文系のものですが、塾で中学生に理科を教えています。コイルの中に棒磁石を出し入れすると電流がおきますよね、その磁石に対して反発するように磁界が発生しますから磁力線の向きはわかるのですが、電流の向きがわかりません。問題集によってはこれはどうみてもおかしいのでは、という矢印の向きもあるのです(少なくとも私にはそう見えるのですが)。右ねじの法則や例のこぶしをつくって親指の先が磁界の向きで指の方向が電流の向きといわれてもそもそも指は丸くなっているし指のどこの部分をとって電流の向きとするのかわかりません。電流が流れ出す方向にNが発生するのかなという一応の規則性を見出したところ、またまた別の問題集では電流が流れ込む方向にNが発生しています。簡単にすっきりとわかる方法があるかと思いますのでどなたかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 参考 URL(中学理科の攻略 りかちゃんのサブノート)はいかがでしょうか。

 目次から「電流と磁界」のページへ移って下さい。「電流のまわりの磁界」に右ネジや右手の図があります。

> そもそも指は丸くなっているし指のどこの部分をとって
> 電流の向きとするのかわかりません。

 各指がコイルの一巻きと考えれば良いです。で,指の付け根から指先に向かって電流が流れると考えるのです。


> 電流が流れ出す方向にNが発生するのかなという一応の
> 規則性を見出したところ、またまた別の問題集では
> 電流が流れ込む方向にNが発生しています。

 『コイルの中に棒磁石を出し入れする』時の事ですよね。でしたら,N(S)の方向を先に考えます。次に,その方向に右手の親指を向けて電流の方向を考えます。

 例えば,コイルにN極を近づける場合。近づくN極に反発するように,コイルの磁石の側にN極ができます。逆にS極が近づく場合は,コイルの磁石側がS極(反対側がN極)になります。

 磁石を遠ざける場合にできる極は逆ですが,考え方は同じです。コイルにN極を向けて遠ざける場合は,それに反発するわけですからN極を引き付けるように磁界が(つまり,コイルの磁石側にS極が)できます。

 いかがでしょうか。

参考URL:http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/

 参考 URL(中学理科の攻略 りかちゃんのサブノート)はいかがでしょうか。

 目次から「電流と磁界」のページへ移って下さい。「電流のまわりの磁界」に右ネジや右手の図があります。

> そもそも指は丸くなっているし指のどこの部分をとって
> 電流の向きとするのかわかりません。

 各指がコイルの一巻きと考えれば良いです。で,指の付け根から指先に向かって電流が流れると考えるのです。


> 電流が流れ出す方向にNが発生するのかなという一応の
> 規則性を見出したところ、またまた別の問題...続きを読む

Qマイクロ波と金属の関係について

マイクロ波についての知識はゼロです。金属にマイクロ波を当てると発熱すると思

いますがアルミやステンレス鋼、鉄、銅合金でも同じなのでしょうか?金属でマイ

クロ波を吸収(保護)する材質はなんですか?またシリコンゴム、ウレタンゴム

ではどうなるのですか。(燃えるのかな)もう一つ電子レンジの扉に生め込まれて

いる金属の金網の材質はなに?どなたか教えて下さい。お願いします。?

Aベストアンサー

 初めて見ました。すでに回答してくださっている方もいらっしゃいますので重複する部分もありますが、回答します。
 電磁波は電波や光やX線などの総称です。マイクロ波は電磁波でも電波領域に含まれます。波長は一般的には1mm~1mとされていますが、規定されてはいません。
ただし、電子レンジなどは、国際規格(ISMバンド)や、(旧?)郵政省等の 法規で使用できる波長(周波数)が規定されています。日本では電子レンジに使われている2450MHz(自由空間波長約122mm)が主なものです。最近では無線LANにも使われています。
 この波長は物質の分子を共振させ易く、「分子振動」により物質を加熱します。
(他にも電子振動などの領域があります。)波長により加熱しやすいものがあり、「水」まマイクロ波で加熱しやすく、金属などはもっと低周の低い高周波の方が加熱しやすいです。逆に波長が短くなると、赤外線などは物質の表面が暖めやすくなります。
 マイクロ波は「誘電加熱」により、絶縁体(誘電体)を加熱しますが、シリコンゴムはマイクロ波を吸収しにくいものです。他には石英やテフロンも吸収しません。ウレタンは確か吸収します。逆に水はマイクロ波の吸収が良いものです。電子レンジで食品を加熱できるのはこのためです。ただし、氷は加熱しにくく、水蒸気は加熱できません。
 また、金属も加熱することがあります。これが「誘導加熱」です。これは形状や材質によります。マイクロ波により金属の極表層で「渦電流」が発生するためですが、アルミやステンレス、銅など、非磁性体の金属は発熱しにくく、鉄など、磁性体は発熱し易いです。(周波数は違いますが、電磁調理器はこの原理を利用しています。)
 電子レンジの扉は確かアルミかステンレスです。
 「静電遮蔽」というのがあり、「雷は自動車の車内には流れない」というのがあります。これと同じように、電波的に密閉された空間からはマイクロ波はその外に出ません。ですから電子レンジで食品は温められても、外の人間には影響がないのです。
 電磁波は電子線ではありませんので、電子レンジを帯電させることはありません。電子レンジにアース(グランド)がついているのは、マイクロ波を発生させる
マグネトロンという真空管を動かすために4000V程度の電圧が必要なのですが、万が一、漏電した場合に人身事故を防ぐためのものです。
 微弱なマイクロ波では、ものを加熱するのは困難です。
 しかしながら、マイクロ波の漏洩によるノイズや誤動作を防ぐため、アルミを使うのは、コスト的、実用的に一般的と思います。
 最近の携帯電話やCPUの動作速度はすでにマイクロ波による加熱領域(周波数)に入っており、ちょっと怖いですね。
 とりとめもなく、ごめんなさい。お役に立てれば幸いです。

 初めて見ました。すでに回答してくださっている方もいらっしゃいますので重複する部分もありますが、回答します。
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ただし、電子レンジなどは、国際規格(ISMバンド)や、(旧?)郵政省等の 法規で使用できる波長(周波数)が規定されています。日本では電子レンジに使われている2450MHz(自由空間波長約122mm)が主なものです。最近では...続きを読む


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