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アルミの棒の中にネオジム磁石を入れると落ちるスピードが遅くなります。

それはなぜですか?教えてください。

A 回答 (1件)

磁界が変化すると、アルミ材の内部に流れる渦電流によって


「磁界の変化を妨げる磁力が発生する」、つまり
磁石が落ちようとするのを邪魔するから、です。

http://www.urap.org/_forum/ashi/science/VorCur/v …
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Qアルミの筒を最強磁石がゆっくり落ちる理由

僕は大学生です。
今、大学で某企業が開発したネオマックス(世界最強永久磁石)をつかった実験をしています。
その実験の1つでアルミの筒の中をネオマックスがゆっくり落ちる、というのがあったのですが、
その原理がいまひとつわかりません。
ちなみに銅の筒でも同じようなことが起こりました。
僕は磁界の影響ではないかと思うのですが・・。
この原理が分かる人は回答をお願いします。

Aベストアンサー

これは磁界と電流の相互作用です。フレミングの右手の法則と左手の法則の両方が関係しています。

磁石が落ちると、フレミングの右手の法則で、筒に電流(渦電流)が流れます。この電流は磁石の落下を妨げる方向です。
この電流はフレミングの左手の法則で磁石を上に押し上げようとします。
このため、渦電流がブレーキの役目をして、ゆっくり落ちるのです。
重さが同じなら強い磁石ほど落ちるのが遅くなるはずです。

この原理は確か、リニヤモーターカーのブレーキにも使われていたと思います。

Q磁石につく金属とつかない金属

磁石に鉄、コバルト、ニッケルなどはつきますがアルミニウム、金、銀、銅などはつかないのはなぜか理由を知っている方は教えてください。

Aベストアンサー

原子を構成する電子のスピンが関係しています。
スピンとは電子の自転運動に相当し、スピンによって電子そのものが磁石としての性質を持ちます。
電子のスピン同士はお互いを打ち消し合う性質を持ちますが、鉄、コバルト、ニッケルはすべて打ち消し合わずに3d軌道と呼ばれる電子軌道にスピンが余ります。
このような物質が強い磁界に入り込むと、余ったスピンにより、強磁性体(磁石)に吸い寄せられます。
すべてのスピンが打ち消し合う物質の場合は、スピンが余っていないので、強磁性体(磁石)に吸い寄せられる事はありません。

Q磁石にくっつく金属

磁石にくっつく金属と言えば、誰でも鉄が真っ先にピンと浮かびますが、鉄以外で磁石にくっつく金属ってありますか?

Aベストアンサー

No.2の方の回答より突っ込んで知りたい場合に読んでください。

遷移金属(3~12族元素)が磁性を担う元素になります。

3dに限らず、最外核s軌道より主量子数の小さいd軌道が、最外核s軌道より外側に存在できるから磁性を示します。(f軌道も然り)
また、電磁気学だけではなく量子力学(こっちが主)により説明されます。

元素単体で磁石にくっつくのは、ニッケル、コバルト、鉄の3種です(wikiには条件付きでガドリニウムがかかれていますが希土類であるのでここには入れません)。これらは強磁性体で、最外殻d軌道電子同士が2次の相転移を起こすことで結合し、電子のもつスピンによる磁化を1方向に揃える働きがあります。(電子同士の結合は量子力学で交換相互作用と呼ばれ、その大きさはJで表されます。Jの正負で強磁性、反強磁性を示します。)
これが外部磁界と相互作用することで「磁石がくっつく」という現象を起こします。(外部磁場の方向に磁化を揃える方がエネルギーが低くなり、安定になるため。磁石にくっついている状態は、磁石とくっついている金属を一体の磁石と考えられるから。電子同士の距離が近いほど強固に結合する。)

遷移金属を含む化合物で強磁性を示すものもあり、これらも磁石にくっつきます。

余談:強磁性体には硬磁性体、軟磁性体があり、磁石には保持力の大きい硬磁性体が使われます。(保持力が小さい軟磁性体だと他の磁石の影響や強力な磁界がかかったときに、磁力が弱まり易い。反転もしてしまう。軟磁性体は外部磁場の方向に磁化が揃いやすく、ハードディスクの磁性膜や変圧器の磁心などに主に用いられます)

強力な磁石にはネオジム磁石(鉄にある分量で他の元素を混ぜたもの)などがあります。(軟磁性体ならば鉄コバルト)

No.2の方の回答より突っ込んで知りたい場合に読んでください。

遷移金属(3~12族元素)が磁性を担う元素になります。

3dに限らず、最外核s軌道より主量子数の小さいd軌道が、最外核s軌道より外側に存在できるから磁性を示します。(f軌道も然り)
また、電磁気学だけではなく量子力学(こっちが主)により説明されます。

元素単体で磁石にくっつくのは、ニッケル、コバルト、鉄の3種です(wikiには条件付きでガドリニウムがかかれていますが希土類であるのでここには入れません)。これらは強磁性体で、最外殻d...続きを読む


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