磁石の両端

ほとんどの人は磁石の一般的な特性を知っていますが、磁気の源についてはあまり知りません。 伝統的な磁気の概念は、磁場と双極子と呼ばれるものを中心にしています。 磁場については後ほど詳しく説明しますが、今のところ、「磁場」という言葉は、単に空間のボリュームを表し、そのボリューム内でエネルギーの変化があることを意味します。 このエネルギーの変化は、検出して測定することができます。

磁極は単独で検出されたことはなく、常にペアで発生するため、双極子と呼ばれています。

棒磁石は、一方の端に北極、もう一方の端に南極を持つ双極子と考えることができます。 磁界は、北極で双極子を離れ、南極で磁石を戻して測定することができます。 磁石を2つに切ると、1つの磁石から2つの磁石、つまり双極子ができる。 この切り分けと双極子の生成は、原子レベルまで続けられる。 したがって、磁気の源は、すべての物質の基本的な構成要素である「原子」にあります。 以下のアプレットは、磁石とその極がどのように相互作用するかを示しています。

実験1

実験1h3 2

実験3

磁極の重要性

上で観察してきたのは、磁石の北極と南極の挙動です。 棒状の磁石を自由に吊り下げていると、片方の端は常に北を向きたがります。 これを磁石の求北極、あるいは単に北極と呼びます。 反対側の端は南極と呼ばれます。 コンパスの針はそれ自体が磁石なので、強い磁石の近くにいるとき以外は、磁石の北極は常に北を向いています。 実験1では、強い棒状の磁石にコンパスを近づけると、コンパスの針は棒状の磁石の南極の方向を向いています。 そして、棒磁石からコンパスを離すと、再び北を指します。

& 2.実験2では、ある磁石の北極をもう一方の磁石の南極に向けて動かすと、2つの磁石は引き合います。 しかし、実験3では、磁石の南極を他の磁石の南極に向けて動かすと、2つの磁石は反発し合い、一緒に動かすことはできません。

コンパスの使い方

コンパスの北極は常に北を向いているので、コンパスは私たちのナビゲーションに役立ちます。 コンパスがあれば、どの方向が北なのかがわかりますし、北がわかれば他のすべての方向もわかります。 森の中を歩くときには、コンパスと地図は欠かせない道具です。 コンパスの針の求北極は常に北に引き寄せられるので、地球は巨大な磁石のように両端に磁極を持っているはずです。 まさにその通りだが、磁北は地球の回転北軸とは微妙に異なる。 科学者たちは、地球の液体鉄心の動きなどが、地球周辺の磁場の原因になっていると考えています。