磁界の起源について

Question

磁界の起源は磁石（磁気モーメント）が発生源であるか、電流が発生源であるのかどちらが正しいのでしょうか？またその考え方を教えてください。

ddtddtddt · Accepted Answer

電流（電気）が発生源であるというのが、今の定説ですが、量子論を境に意味合いが微妙に変わっています。

量子論以前の電磁気学のさらにその前においては、磁気と電気は別々の物理現象と考えられていました。その名残が磁気双極子（磁気モーメント）として電磁気学の中に残っています。

状況が変わったのは、アンペールが電流の磁化作用を発見したあたりからです。アンペール自身は磁石の磁力は、磁石内の渦電流（円電流）が原因だという仮説を立て、数学的に論証してみせます。

磁気双極子とは電子のように磁荷を持った粒子が物体内に存在し（電子の場合は電荷）、その結果として磁力が生じるという考えです。非常に接近したＮとＳの磁荷粒子のペアを、磁気双極子と言います。

自然状態ではＮとＳの磁荷粒子のペアはほとんど同じ位置にいて、磁力は発現しませんが、何らかの強制力がかかると、ちょっとだけずれて磁気双極子として発現し、磁石になると説明されていました。そのきっかけは、天然磁石を鉄などに近づけたケースなどです。

アンペ－ルは磁場の挙動を定量化し、無限小直径の円電流の作る磁場と、無限小距離にある磁気双極子の作る磁場が、全く同じである事を示します。磁場の程度は、同じ磁気モーメントという数学的量で評価できます。

原子内部に電子と原子核（陽子）が発見されてからは一時、渦電流（円電流）の実体は大雑把には、原子核を周回する電子の円運動だと考えられます（円とは限らないです(^^；)）。これによる磁石の磁場は、「確かに存在します」。しかし詳しい計算の結果、それだけでは普通の永久磁石の磁場さえ作れない事が、後にわかります。全然足りないんです。

量子論に移行してからは、磁石の磁場は、電子のスピンやアイソスピンという（直感的には）訳わからんものから主に発生する事が明らかになりますが、それでも磁場の起源は電子（電気）だという事にはなります(^^；)。

量子論以前の古典電磁気学には、電荷を担う電子や陽子を表す項は登場しますが、磁荷（モノポール）を表す項はありません。現在でもモノポールは発見されいないので、基本的状況は同じです。磁気の起源は電気、という事になっています。

Nebusoku3 · Answer

自然界に存在すると言う意味では　磁界は既に地球上にあったもので世界の航海時代が始まったころには　羅針盤（方位磁石）の発明があったので、そのころの磁界には電流は関係なかったのではないでしょうか。
但し、木製の船の場合は良かったのですが鉄製の船が作られ始めるとその誤差が発生し、補正が必要になったようです。
地球自体が大きな磁石・磁界ですので電流はその後ではないかと思います。
でも地層を見ると南極と北極の磁界が（N・S)逆転した痕跡があるとのことから地球自体もある種の大きな電流のようなもので磁化されたのかもしれません。（これは未知の部分かもしれません）

angkor_h · Answer

磁界は電流で発生します。
磁界の単位[A]がぞれを示しています。
以前はコイルの巻数と電流の積ということで[AT](アンペアターン)が用いられていました。
磁石は、そのエネルギーを磁気として保存しているだけです。

磁界の起源について

電流（電気）が発生源であるというのが、今の定説ですが、量子論を境に意味合いが微妙に変わっています。

自然界に存在すると言う意味では 磁界は既に地球上にあったもので世界の航海時代が始まったころには 羅針盤（方位磁石）の発明があったので、そのころの磁界には電流は関係なかったのではないでしょうか。

磁界は電流で発生します。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

　電流（電気）が発生源であるというのが、今の定説ですが、量子論を境に意味合いが微妙に変わっています。

自然界に存在すると言う意味では　磁界は既に地球上にあったもので世界の航海時代が始まったころには　羅針盤（方位磁石）の発明があったので、そのころの磁界には電流は関係なかったのではないでしょうか。