磁石の法則

磁性の法則は、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振る舞いを支配するさまざまな物理法則を特定して説明するために取り組んできました。 1905年までに、磁性の科学的理解は、アインシュタインの特殊相対性理論の作成を推進するのに役立つまでに進化しました。 磁性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大まかな概要を比較的迅速に得ることができます。

磁性の法則は、1800年代初頭のオーステッド、アンペア、およびその他の現在有名な科学者の実験以来、広範囲にわたって開発および改良されてきました。 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、2つの正に帯電した磁極が互いに反発するのを防ぐ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、大きい方の磁石がどこで切断されたかに関係なく、小さい方の磁石にはそれぞれ正と負に帯電した極があります。

反対に帯電した極の概念は、一般に、 磁性の第一法則.

磁気の第2法則は少し複雑で、磁石自体の起電力に直接関係しています。 この特定の法律は一般的に クーロンの法則.

クーロンの法則は、磁石の極が追加の極に及ぼす力は、次のような一連の厳格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、磁石が配置されている特定の媒体に依存します。

これらのルール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 M₁バツNS₂）/ d²]

式では、M₁ そしてM₂ は極の強さを表し、Dは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の数学的表現です。

The 磁性の領域理論 磁石の動作に関する追加の洞察を提供します。 1906年にPierre-ErnestWeiss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の内部で発生する変化を説明しようとしています。

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ます。 各ドメイン内には、ダイポールと呼ばれる小さなユニットがあります。 磁気組成の複雑な性質により、より大きな磁気ユニットが壊れたり分離したりしたときに、磁性が継続して存在することが可能になります。

磁石は永久に磁化されたままになることはありません。 意図的な減磁は、磁石自体の内部の双極子の再編成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。 物質を減磁する別の方法は、磁石に交流を適用することです。 これらの方法を適用しなくても、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。