| English | 意味 |
|---|---|
| magnetic field/mæɡˈnetɪk fiːld/ | 磁場 |
| pole/pəʊl/ | 磁極 |
| tesla/ˈteslə/ | テスラ |
| monopoles/ˈmɒnəʊpəʊlz/ | 単一磁気極 |
コンパスの針が常に北を指すのはなぜか
- コンパスを安定させると、見えない方向に沿って整列する。
- 磁場はすべての磁石の周囲空間を満たしている。
- 針は微小な磁石であり、その磁場に従って回転する。
- この章は、この磁場から磁気の物語全体を構築する。
磁極と磁力線
- 全ての磁石には北極と南極という磁極がある。
- 磁力線は磁石の外側でNからSへ走り（内側ではSからNへ）、通る。
- 磁束密度$\vec B$ はベクトルであり、その単位はテスラ (T) である。
- 磁力線が密集している場所ほど、磁場は強い。
磁石の磁場を見る
棒磁石の周りを北極から南極へループする磁力線の様子を探る。
棒磁石の外側では、磁力線は以下のように走っている：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
外側では、磁力線は北極から南極へ向かって走っている。
磁束密度のSI単位は ____ である。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
磁場 $B$ はテスラ (T) で測定される。
同じ極同士は反発する
- 2つの同じ極を近づけると互いに押し合う。
- 反対の極は引き合う — これは電気 similarly である。
- 力は、それぞれの磁石が作る磁場を通じて作用する。
- コンパスの針は、そのNが磁場方向を向くまで回転する。
2つの北極を近づけるとどうなるか：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
同極は互いに反発し、同種電荷と同じように振る舞う。
単一磁極（モノポール）は存在しない
- N極またはS極のみを孤立させることは決してできない。
- 磁石を半分に切ると、各断片に新しい極のペアが生まれる。
- 磁気単極子（monopoles）は存在しない — 極は常にペアで現れる。
- これが磁場線が常に閉じたループを描く理由である。
棒磁石を半分に切る。以下のどれが得られるか：
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
単一磁極はない：各半分の磁石は独自のNとSを持つ。
単一磁極が存在しないため、磁力線は常に閉じたループを形成する。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
単一磁極がないため、磁力線には始点や終点がなく、閉じる。
磁場に関する正しい記述をすべて選びなさい。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
外側でNからS、単一磁極なし、閉じたループ。単一磁極を分離することは決してできない。
地球は巨大な磁石である
- 地球は独自に磁場を生み出し、棒状磁石のような形をしている。
- コンパスの針はこの磁場に揃い、磁気北を指す。
- この磁場はまた、太陽から飛来する帯電粒子の一部も遮っている。
- 誰がこの仕組みを理解したよりもずっと前より、航海士たちはこれを利用していた。
棒状磁石を真ん中で正確に二つに切る。
- N極のみとS極のみの断片が得られるわけではない。
- 各半分の断片は、それぞれ独自のN極とS極を持つ小さな磁石となる。
磁場線は常に閉じたループを描き — 電気力線のように電荷で始まり極で終わることはない。これは磁気単極子が存在しないためであり、N極とS極は必ずセットで存在するためである。
あらゆる磁石の周囲には磁気場 $\vec B$ (tesla単位)が広がり、その中では線が外部でNからSへ走っている。同極は互いに反発し、異極は引き合う。磁気単極子は存在しないので、磁場線は常に閉じたループを描く。地球自体が巨大な磁石として機能している。