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磁気のクーロンの法則で、F=km1m2/r^2というのがありますが、この磁極の強さにあたるm1やm2の+や-は、N極とS極どちらに対応するのでしょうか。
N極が+でS極が-なのでしょうか。それともN極が-でS極が+なのでしょうか。
どなたかご存知のかた、教えてください。

A 回答 (5件)

No.2, No.4 のとおり,N極が+でS極が-です.



電荷が独立に存在するのに対し(単独の正電荷,負電荷がある),
磁荷の方は単独のものがなく,常に磁気双極子モーメントの形で現れます
(モノポールが存在するか,という話はちょっとおいておきます).
磁気双極子モーメントのミクロな起源は,スピン磁気モーメントとループ電流です.
したがって,単独の磁荷あるいは磁極は本来余り重要な意味がありません.

電気の方にも電気双極子モーメントがあります.
この際,ベクトル量である電気双極子モーメントの方向は,
負電荷から正電荷に向かう方向となっています.

このアナロジーで,
磁気双極子モーメントが単独のN,Sの磁荷のペアを起源としているように
みなして磁荷と言っているのです.
このとき,磁気モーメントはS極からN極へ向かうように取っていますから,
電気双極子モーメントとのアナロジーからS極に負の磁荷,N極に正の磁荷,
と見なすべきです.

単独の磁荷があたかも存在するような前提から磁気を論じますと,
電気との対応が非常きれいになります.
その一方,電気と磁気がからんだ話がやや複雑になります.
一方,磁気双極子モーメントしかないという立場からすると,
電気と磁気のからんだ話はきれいなりますが,
磁気だけの話のときには電気と平行に論じられる,というわけにはいきません.

まあ,一長一短なのですが,
○ そもそも電気と磁気とは相対論的に見ると不可分である.
○ 単独の磁荷は存在しない
から,最近のテキストは磁気双極子モーメントしかないという立場で書かれているものが
多いのです.
この立場を推し進めて,
磁気に関するクーロンの法則が書かれていないテキストもあるようです.
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2003/06/05 15:51

磁極は互いに力を及ぼし合います。

この力の源が磁極にあると考えて、電気における電荷のように、これを磁荷いいます。
この磁荷についてN極にあるものを正の磁荷、S極にあるものを負の磁荷としています。
ご質問の F=km1m2/r^2 でkは単位系により変わるものでしょうが、極性については、上記と同様にN極が+でS極が-としてよいと思います。

ちなみに磁荷は、磁石をどんなに細かく分割しても、電荷のような正負の単独の磁荷は存在しません。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2003/06/03 09:42

磁気のNとSは、この意味ではプラスにもマイナスにも対応しません。


http://www.taki.ed.jp/education/physics/electric …
を見てください。
これは電気についてのクーロンの式ですが、例えばここでは左側のほうを磁石だと思ってみてみましょう。
ここで、一番上の図で、右向きを正と取ります。そうすると、このとき左側の磁石に発生している力は+となります。
真ん中と下の図では、どちらも左を向いているのでこの場合には-となります。

つまり、N極だからとかS極だからという理由でm_1とm_2の+や-を決めるのではありません。これらは大きさだけを考え、+-を考えるのはFの向きです。

参考URL:http://www.taki.ed.jp/education/physics/electric …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
他の方が回答しているように、N極が+、S極が-とすれば、電気のクーロンの法則とおなじようにFが(+)*(+)(-)*(-)で+になって斥力、Fが(+)*(-)で-で引力となり、わかりやすいように思うのですが・・・。

お礼日時:2003/06/03 09:47

参考URL


http://dir.itc.u-tokyo.ac.jp/~okabe/ja/elemag/no …
によれば,N極が+でS極が-です.

共立出版の本でも確かめたのですが,同じでした.
特殊な定義を採用している話でない限り,これでよいと思いますが,専門の方のご回答を待ってみる方がより確実と思われます.

参考URL:http://dir.itc.u-tokyo.ac.jp/~okabe/ja/elemag/no …
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2003/06/03 09:42

コイルの電磁石の例をとっても分かるように、


どちらがどちらというのは決まっていないように思われます。
フレミングの左手の法則で考えるとこれらは直角になっている気もしないでもないですし…
同じ極がつくので対応しているような気がしますが別物なのではないでしょうか?

専門家ではないので間違っているかもしれませんが
今まで物理を修復してきてどちらがどちらと聞いたことはないような気がします。

検索してみましたが答えにつながるようなサイトは見あたりませんでした…
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2003/06/03 09:42

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