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。

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A 回答 (7件)

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
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例を挙げて説明します。



川の中に土管を沈めたとします。土管の中に水が流れるような向きでね。二つの口のうち、一方から水が入って一方から水が出ていきます。要するに土管の中に水が流れているのです。

さて、その土管を真中で二つに割って二本にしたとしましょう。二本の土管のそれぞれに水が流れています。すなわち水の入り口と出口があります。割った土管をさらに細かく割っても、それぞれの土管には水の入り口と出口があります。

この水の入り口や出口がS極やN極なのです。

磁石の中を通る流れを「磁力線」と呼びます。磁力線は土管の中を流れる水と同様に、磁石の中に入って出て行くのです。ですから出口と入り口にあたる「二つの極」が必要なのです。

こんな説明でどうでしょうか?
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磁石は、原子レベルでのスピンによって構成されます。


スピンとは、原子の周りをまわる電子の方向のことです。
コイルに電気が流れると磁石になることは、知っているでしょう。
つまり、原子レベルでこのコイルがたくさん向きをそろえていると考えてください。つまりスピンがそろっているということです。
真ん中で切っても、S極、N極がなくならないのは、真ん中で切ってもスピンの向きはそのままだからです。

ということは、スピンの向きをばらばらにすることができれば、S極、N極がなくなるということです。
たとえば、熱を加えてしまうなどです。

強力な磁石ほど、このスピンの向きがそろっています。
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おもしろい質問なので、こんな答え方をしてみます。


磁石を作る代表的な材料の鉄ですが、一本の鉄棒を二つに切り分けて、
一方は磁石に、他の一方を 磁石でないものに、することができます。
また、その磁石も取り除くこともできます。
といっても、鉄の中に存在する磁極の量は変わりません、唯、外部に働かないようにするだけです。
鉄の中の磁極を同じ方に向けてやると磁石になって外部に働くようになります。(永久磁石の製法の一つ)
磁石になっている鉄を交流の電源を使った電磁石を使って鉄の中の磁極を撹乱して向いている磁極の方向をばらばらして外部に働かないようにする。(脱磁法、工業関係では応用が多い)
磁石とは磁極の方向が整然としてるものと解釈すると形状は変化しても磁極の方向は変化しないことになります。
またナイフやハサミ、工具などが磁石なって困ったとき衝撃で磁石を取り除くこともできます。
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単純に答えるなら、磁石は実は「小さな磁石(ダイポール)」が集まったものなので、磁石を割っても磁石なのです。



さらにもっと小さい世界を見ていけば、S極だけ、N極だけというもの(モノポール)もあるかもしれませんが、見つかっていません。

じゃぁ、どうしてNとかSがあるのかというと、電磁石のように電気が動くと「磁力をつくる性質」が生まれるのですが、これには方向があり、その違いをNとSというのです。
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 磁石を割ることに関しては,過去にこんな質問がありましたので御覧になってみて下さい。



 ・http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=43375
  QNo.43375 磁石を削っていくと・・?

 ・http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=195904
  QNo.195904 棒磁石を縦に割ると

 ・http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=354662
  QNo.354662 磁石を割ると・・・・・

 ご参考まで。
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鉄などの元素,あるいは,化合物そのものが磁極をもって,S-Nで繋がっているからです。

どこで切っても,S極の反対側はN極。
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Q磁石を割るとSとNはどうなる?

小学生レベルの質問ですが、

磁石を真ん中から割ると、
SとNに分かれるのか?
割れた磁石がそれぞれSとNを持つのか?
どちらでしょうか?

また、その理由もお願いします。

Aベストアンサー

>小学生の頃だったか、中学生の頃だったか忘れましたが、
>通電している間だけ磁石になっているという実験をした記憶がありますが、
>この事をおっしゃっているのでしょうか?

それは磁場と電流の関係を示した根本的な実験です。
電場が磁場を生み、磁場が電場を生むのです。

導線などの通電を止めてしまえば磁場は消失します。
ところが磁性体というものは、常に磁場を作り出します。
その磁性体の最小単位を突き詰めて行くと、電子ということになります。
つまり電子は絶えず自転して閉じた電流を作り出しており、
その回転軸方向にN,S局が生まれているということになります。
(正確には回転する荷電体、例えば陽子とかにも磁性がありますが、
通常の固体材料の磁性を議論する上では電子の挙動が重要となります。)

電子は二つがペア(電子対)となって磁性を打ち消しあう性質があり、
ほとんどの電子は、観測に引っかかる磁性に関わりません。
原子軌道上で一部の電子がペアを作っていないような物質で、
初めて磁性を示すチャンスが出てきます。その多くは、外部から磁場を
与えられえた間だけその磁性を打ち消す方向に不対電子が並び、
磁場を絶ってしまうと電子の自転軸がばらばらになってしまい、
磁性を失ってしまいます。

実際に永久磁石となっている物質をきっちり説明するは、
大学レベルの量子力学・電磁気学を知らないと難しいのですが、
簡単に説明すると一部の電子の自転軸の向きが、分子・結晶内で
絶えず束縛されるような状態にあるということです。
この辺の研究の重要人物として、「キュリー夫人の夫の方の」
ピエール=キュリーの名前を覚えてあげてください。

>小学生の頃だったか、中学生の頃だったか忘れましたが、
>通電している間だけ磁石になっているという実験をした記憶がありますが、
>この事をおっしゃっているのでしょうか?

それは磁場と電流の関係を示した根本的な実験です。
電場が磁場を生み、磁場が電場を生むのです。

導線などの通電を止めてしまえば磁場は消失します。
ところが磁性体というものは、常に磁場を作り出します。
その磁性体の最小単位を突き詰めて行くと、電子ということになります。
つまり電子は絶えず自転して閉じた電流を作...続きを読む

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棒磁石を縦に割ると

棒磁石を縦に割ると割り口はくっつかない。
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横に割った場合はくっつくそうです。
子供(小学生)に分かる説明を教えてください。

Aベストアンサー

本当です。
横に割ると、その切り口は、片方がN極、もう一方がS極になるので、くっつきます。磁石はN極とS極はくっつくからです。NとN同士、SとS同士は反撥します。
ところが、縦に割ると、元の磁石の上がN極、下がS極だったとすると、やはり一本の上の方はN極、下がS極、もう一本も同じく上がN、下がSとなります。したがって、上と下、同じ側にNとN、SとSがあるので反撥します。くっつきません。片方を上下逆にするとくっつきます。

これは、磁石は、本当に小さい磁石(起源は電子まで遡り、電子の「スピン」といいます。)のNとSが同じ方向にそろったものの集合というか、固まりだからです。
だから、横に切ると切り口はNとSになりくっつき、縦に切ると両方とも上下に同じ極が出てきて反撥します。

Q磁石の作り方

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変な質問してしまってすみません。
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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

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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
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を使い分けたりします。

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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?

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Aベストアンサー

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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、、、
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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。
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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。
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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。

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Q磁石は、重ねた場合と、並べた場合と、どちらが強力?

教えてください。

ネオジム磁石の反発力を利用した雑貨を企画しているのですが、いかに少ないコストで強い磁力を作れるか悩んでいます。

異なる形状のネオジム磁石の吸着力と価格を調べてみると、細長い形状のネオジム磁石が、他の形状のネオジム磁石に比べて安くて吸着力があることがわかりました。

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 びっしり敷き詰めたので良いです。
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Q磁石で赤いのはN極?S極?

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したがって、「出る方が赤」「出る方にしるしを付ける」と言うのが、
何となく?でしょうか、それともJISの表記にでもあるのでしょうか、
そういうことで統一されているのだと思います。

#3さまのご回答についてですが、北極は現在S極になっています。
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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
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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地球にはなぜS極とN極があるのでしょうか?

タイトルの通りです。なぜだか知りたいです。

Aベストアンサー

「地球は何で磁石なんですか」
という意味の疑問であれば#2が回答。

「(地球という)磁石にはなんでS極とN極があるんですか」
という意味の疑問であればモノポール問題をどうぞ。
http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k2jiki/mamonopole.htm
http://www005.upp.so-net.ne.jp/yoshida_n/qa_a31.htm


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