磁荷に働く力

質問

高校の物理の教科書に、磁荷に働く力をF、磁荷をｍ、磁場の強さをHとすると、
F=ｍHという関係式が成立するとありました。
が、この式がいかなる場合も成立すると仮定すると、エネルギー保存則が成立しなくなることを導いてしまいました。
したがってこの法則は近似法則（特に、ｍが小さい時）でないかと疑っているのですが、どなたか真否を教えていただけませんか。

回答No.6

maru-tu · ベストアンサー

電荷・磁荷と場との相互作用を考える必要があるということですね。

磁場から磁荷が力を受けることで磁荷が動き出すと、磁荷の動きによりもとの磁場を打ち消すような磁場が作られることになり、磁場が弱まる、というのが大筋かと思います。換言すれば作用反作用則ということになります。

ただし、通常の電磁気学の範疇においては磁荷は存在しないとして扱われていることは他の人が言及している通りです。

お礼

なるほど。
どうもありがとうございました。

回答No.1

yokkun831

すばらしい考察をしていますね！

電場とは異なる，磁場の特殊な事情があります。
ひとつは，正負の磁荷（N極とS極）が切り離せないこと。
だから，単磁極mのみを動かすことはできません。
もうひとつは，電場が重力と同じように位置エネルギーを
考えることができるのに対して，磁場は単純でありません。
電気力線が正電荷から出て負電荷に入るのに対して，
磁力線は必ずそのループが閉じます。磁石において便宜的
に出口に正の磁荷，入り口に負の磁荷があるというモデル
を考えるだけで，実際磁石の中にもS極からN極に向かう
磁場があるのです。ぐるっと回る磁場があるということは，
同じ場所にもどってきたときに磁力がする仕事がゼロに
ならないので奇妙ですよね。位置エネルギーの低いほうへ
動いていったら，いつのまにかもとの「高さ」にもどって
いるわけですから。
モデルとしての磁荷ｍですから，F=ｍHは土台から近似と
いえなくもないのですが，電場のF=ｑEとの比較でこの
ように（磁場Hでなく）磁荷ｍを定義しておくことは，
基礎的な理解にはとても役に立ちます。
磁場と位置エネルギーとの関係は，大学の電磁気学で
くわしく学んでください。

お礼

回答ありがとうございます。