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 回答 (3件)

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。
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皆さんの回答どおりです。


最初は「アラゴーの円板」(下記HP参照)がなぜ廻るのかと言う問題があり、ファラデーが電磁誘導作用で説明しました。
ネオマックスが金属製の筒の中を落ちる際に発生する電磁誘導作用により自らの落下速度が低下するのです。
では自然落下速度で落下するはずのエネルギーはどこに行ったのでしょうか?
きっと、アルミ筒の温度が上昇していると思います。

また、アルミ筒に縦に切り込みを入れその間に電流計を接続しておくと磁石が落下する際、電流計の針が振れ、電流が流れているのが確認できると思います。

参考URL:http://www.e3.panasonic.co.jp/communication/kiho …
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ymmasayan の書かれていることと本質的に同じですが,


電磁誘導のレンツの法則
「誘導起電力は,その原因となった運動を妨げる方向に働くように起きる」
で解釈することもできます.
原因となった運動がネオマックスの落下,
それを妨げるからゆっくり落ちる,というわけです.
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有効質量は、ほんとの質量とは全く別物です。
正孔だけではなくて、電子の有効質量も、電子の本当の質量とは、ほとんど関係ないです。

もし、電子が真空中に1個だけ、あって、そこに電界をかければ、ニュートンの古典力学では、
F=qE = ma (q:電子の電荷、m:電子の質量、a:加速度)
という運動方程式になります。

ところで、半導体では、結晶を考えています。
結晶っていうのは、原子が周期的にたくさん並んでいるものです。
この結晶に電界Eをかけたとすると、結晶中の電子(伝導電子)は、電界Eによる力ももちろん受けますが、それだけではなくて、結晶中の電子は、周期的に並んでいる原子核から力(本当は量子力学を考えているので、「力」という言葉を使うのはかなり語弊があるのですが)からも力を受けています。しかも、結晶ですから、原子核は近いのから遠いのまで大量にあります。
なんで、結晶中の電子の運動は、実際には、上に書いたような簡単な式では表わすことができません。

な、はずなんですが、実は、うまいこと近似をすると、結晶の原子核たちから受けている力をすべて忘れてしまって、その代わりに、電子の質量がmではなくて、m'になったと思ったような式
F = qE = m'a
で、結晶中の伝導電子の動きが(近似的にですが)記述できてしまうということがわかったんです。本当は、結晶中のすべての原子を考えて、さらに量子力学を考えなければ、結晶中の伝導電子の動きは記述できないはずなのに、実は、それが、古典力学の式で、質量の値を有効質量というものに取り替えると、近似的には、電子が真空中に1個あるのと同じように扱えてしまう、ということです。これを、準古典力学表示 と言っています。
この有効質量というのは、電子の質量というよりは、むしろ、結晶を構成する原子や、結晶の構造によって決まっています。

で、正孔の有効質量ですが、これも、質量となってますが、本当の質量とはほとんど関係ないです。正孔は、本当は電子が抜けた穴なわけですが、その電子の抜けた穴がどう動いていくかを量子力学をつかってきちんと記述するかわりに、ある有効質量をもった+電荷を持つ正孔という粒子が真空中に1個あると思って、古典力学の式を立てると、たまたま、うまくいってしまうんです。

ただし、この準古典力学は、あくまで近似なんで、本当は正しくありません。正確に言えば、ポテンシャル関数の極値の周りでしか成り立ちません。なんですが、半導体では、普通、価電子帯の中で一番エネルギーが高い電子(ポテンシャル関数が極大値を取るところ)と、伝導帯の中で一番エネルギーが低い電子(ポテンシャル関数が極小値を取るところ)、にしか興味がないことが多いので、たいていうまく行ってしまいます。

有効質量は、ほんとの質量とは全く別物です。
正孔だけではなくて、電子の有効質量も、電子の本当の質量とは、ほとんど関係ないです。

もし、電子が真空中に1個だけ、あって、そこに電界をかければ、ニュートンの古典力学では、
F=qE = ma (q:電子の電荷、m:電子の質量、a:加速度)
という運動方程式になります。

ところで、半導体では、結晶を考えています。
結晶っていうのは、原子が周期的にたくさん並んでいるものです。
この結晶に電界Eをかけたとすると、結晶中の電子(伝導電子)は、電...続きを読む

Q磁石につく金属とつかない金属

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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。
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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。
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A1. パーソナル向けに設計されたCPUがCoreシリーズとなり、
業務用などのサーバー用途に設計されたCPUがXeonとなります。
性能はXeonの方がいいかと考えられますが、DIYなどで使用するには、
マザーボードがXeon CPUをサポートしているかになります。
また、トータルコスト面で高価になる場合がありますので、
チョイスするならばよく考えて下さい。


A2. Coreシリーズはi7, i5, i3があります。

同一のソケット1155であれば、一部のCPUを除き、基本的には、

i7 コア4個 スレッド8 ターボブースト○
i5 コア4個 スレッド4 ターボブースト○
i3 コア2個 スレッド4 ターボブースト×

となり、もう少し考え方を変えてみると

i7 4人の調理人が両手で料理可能、頑張れモードあり
i5 4人の調理人が片手で料理可能、頑張れモードあり
i3 2人の調理人が両手で料理可能、頑張れモードなし

といったところでしょうか、
上記からi7が性能が高いです。

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お恥ずかしい話なのですが、
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僕が今回書き方がよくわからなかったのは、
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(図書館で少し調べてみたのですが、なかなか見つからなくて・・・)

なにかアドバイスがありましたらお願いします。
別に上記のようなものではなく、
どのような実験についてでも結構です。

皆さんの色々なフローチャートを参考に出来たら、と思っていますので。

お願いします。

Aベストアンサー

実験手順のフローチャートですから、実験を行った通りの順序、手法を書けば良いのです。
書き方はシンプル・イズ・ベスト!
誰もがそのチャートを見て、同じ操作が出来るように目指して書いて下さい。
実験手順、操作のフローチャートなんて、料理のレシピみたいなもんです。

「やった事」だけを書けば良いのですから、そう悩む必要はないと思いますよ。
むしろ、実験結果における考察の方が大切です。

古いモノですが、私が学生の時やった
「アルカリ性フォスファターゼによるp-ニトロフェニルリン酸の加水分解における温度の検討」
という実験のフローチャートを書きます。

反応液調製      酵素液調製
 |          |
 | pre-incubate 5min. |
 |←―――――――――|
 |  1ml添加
 ↓
mix
 ↓
incubate 20min.
 ↓
saturated NO2CO3 sol. 1ml添加
 ↓
mix
 ↓
A400測定
 ↓
検量線の式からp-NP生成量を求める
 ↓
酵素活性で表す
 ↓
グラフ用紙にプロット
 ↓
至適温度を求める

長くてすいません。下付き文字がないので、変な部分ありますが、こんな感じです。
参考になると良いのですが・・・・

実験手順のフローチャートですから、実験を行った通りの順序、手法を書けば良いのです。
書き方はシンプル・イズ・ベスト!
誰もがそのチャートを見て、同じ操作が出来るように目指して書いて下さい。
実験手順、操作のフローチャートなんて、料理のレシピみたいなもんです。

「やった事」だけを書けば良いのですから、そう悩む必要はないと思いますよ。
むしろ、実験結果における考察の方が大切です。

古いモノですが、私が学生の時やった
「アルカリ性フォスファターゼによるp-ニトロフェニルリン酸...続きを読む


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