強磁性体の磁気シールドの原理

磁気シールドの原理がいまいちよくわからないので質問させていただきます。
机の上に糸をテープで固定し、他端にクリップを固定します。
上から磁石（N極）を近づけ、クリップが空中に浮かぶようにします。
クリップと磁石の間に鉄板をどちらにも接触しないように机と平行に挟みます。
このときクリップは落下するでしょうか？

落下するとすれば、鉄内部の磁気双極子の向きはどうなっているのでしょうか？
この場合のシールドは磁場を迂回させるみたいなことが書いてありましたが、
机と平行な向きにほとんどの磁気双極子が向くようになりますか？
しかし、普通に考えると、鉄板の上側はS、下側はNに分極するので、
結局鉄板下面からも磁束が出てシールドにはならない気もします。

また、鉄板の残留磁化が多い場合はシールドになるのでしょうか？
鉄板が磁石だったら、それ自体が磁場を出しているので
シールドにはなりませんよね？
いわゆる磁気ヒステリシスの性質が小さい（弱い？）素材でないとシールドには
ならないと考えていいでしょうか？

また、銅のような反磁性体でもシールドになる場合もあるようですが、
これは磁場を打ち消すように磁気双極子の向きが変わると考えれば
いいでしょうか？


よろしくお願いいたします。

No.1 ベストアンサー 回答者： isoworld 回答日時： 2017/02/04 10:01

これは実験で簡単に確かめられます。

磁性体であるクリップに軽量なゼムクリップを使うと磁石に吸い寄せられて引き上げられ、糸で引っ張っていると糸がピンと張った状態でゼムクリップは宙ぶらりんになります。

この状態で薄い鉄のシートを間に差し込むと…ゼムクリップは落下します。鉄のシートには磁場を遮蔽（シールド）する効果があるわけです。

鉄のシートがない状態では磁石（Ｎ極）から出た磁束は、周りの空間を通ってすべて磁石のＳ極に向かい、その多くは途中でゼムクリップを経由します。なので磁気を帯びたゼムクリップは磁石に吸い寄せられます。
この状態に鉄のシートを間に差し込むと、最終的に磁石のＳ極に向かう磁束は途中で鉄のシートを通ってしまい、その下にあるゼムクリップにはほとんど回りません。なので、ゼムクリップは落下します。

鉄のシートが極めて小さく（狭く）磁石と同じくらいの大きさであれば、「鉄板の上側はS、下側はNに分極するので、結局鉄板下面からも磁束が出てシールドにはならない」んです。
遮蔽（シールド）効果を出すためには、鉄のシートには十分な大きさ（広さ）が必要で、いちばん効果的にするためには鉄のシートでゼムクリップを全面的に覆ってしまうことです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。大変よくわかりました。

お礼日時：2017/02/04 13:33