磁石の法則

磁気の法則は、科学と文化に大きな影響を与えてきました。 19 世紀初頭以来、科学者たちは、さまざまな状況で磁石の挙動を支配するさまざまな物理法則を特定し、説明するために取り組んできました。 1905 年までに、磁気の科学的理解は進化し、アインシュタインの特殊相対性理論の作成を促進するのに役立ちました。磁気を詳細かつ深く理解するには多大な努力が必要ですが、これらの基本法則の概要を比較的迅速に把握できます。

磁気の第一法則を探る

磁気の法則は、オルステッド、アンペール、その他の有名な科学者による 1800 年代初頭の実験以来、大幅に発展し、洗練されてきました。この時期に導入された最も基本的な法則は、磁石の極はそれぞれ独自の正または負の電荷を持ち、反対に帯電した極のみを引き付けるという概念です。たとえば、正に帯電した 2 つの磁極が互いに反発しないようにすることはほぼ不可能です。一方、正に帯電した磁極と負に帯電した磁極が互いに近づこうとするのを防ぐことは困難です。

この概念が特に興味深いのは、既存の磁石を 2 つの異なる小さな磁石に切断する場合です。切断後、大きな磁石が切断された場所に関係なく、小さな磁石のそれぞれに独自の正と負の帯電極があります。

反対に帯電した極の概念は、一般に 第一法則 と呼ばれます。 .

磁気の第二法則の定義

磁気の第 2 法則はもう少し複雑で、磁石自体の起電力に直接関係しています。この特定の法則は、一般に クーロンの法則 と呼ばれています。 .

クーロンの法則は、磁石の極が別の極に及ぼす力は、以下を含む一連の厳密な規則に従うと述べています。

• 力は、ポールの力の積に正比例します。
• 力は、極間の中間距離の 2 乗に反比例して存在します。
• 力は、磁石が置かれている特定の媒体に依存します。

これらの規則を表すために一般的に使用される数式は次のとおりです。

F = [K x M × M)/日]

この式で、M と M は磁極の強さを表し、D は磁極間の距離に等しく、K は磁石が配置されている媒体の透磁率を数学的に表したものです。

磁石に関するその他の考慮事項

磁力のドメイン理論 磁石の挙動に関する追加の洞察を提供します。 1906 年に Pierre-Ernest Weiss によって最初に導入された磁区の理論は、物質が磁化されたときに物質内部で起こる変化を説明しようとします。

大きな磁化された物質は、一般にドメインと呼ばれる小さな磁性領域で構成されています。各ドメイン内には、双極子と呼ばれる小さな単位があります。磁気組成の複雑な性質により、大きな磁気ユニットが壊れたり分離したりした場合でも、磁気が継続して存在することができます。

減磁がどのように発生するかを理解する

磁石は永久に磁化されたままではありません。意図的な減磁は、磁石自体の中で双極子を再編成することによって発生する可能性があります。これを実現するために、さまざまなプロセスを使用できます。双極子を操作することが知られている温度であるキュリー点を超えて磁石を加熱することは、一般的な方法の 1 つです。物質を消磁するもう 1 つの方法は、磁石に交流電流を流すことです。これらの方法のいずれも適用しなくても、磁石は自然な劣化プロセスの一部として、時間の経過とともにゆっくりと消磁します。