磁石を削っていくと・・？

質問

中学生のころから疑問に思ってたことがあるのですが、
大きな棒磁石をN極S極を対称に球状に削っていくと、
地球を連想してしまうのですが・・・。
これは正しいのでしょうか？

また、棒磁石を任意の場所で切断すると極性はキッチリ対象でしょうか？
N極だけ短くてS極は長いということはありえるのでしょうか。

基本的な質問ですいません。

回答No.2

gutiguti · ベストアンサー

なるべく専門用語を入れないで説明してみます。
N極だけ短くてS極は長い・・・ 棒磁石は半分ずつ塗り分けてあるからこんな誤解が生じるのでしょうね。
磁石にはこっちがN極で反対側がS極という概念しかありません。そしてその極性は通常はきっちり対称です。これは棒磁石を２つに切った場合も同じことで新たにできた2つの端っこがそれぞれN極S極になるだけです。その切る前より大きさは変化しますが、対称であることには変わりありません。
棒磁石を削る時も対象に削る必要はなく、削ったあとの磁石の破片は常に対称なN極とS極が現れます。
これを逆に考えると、小さな磁石の破片をたくさん集めると大きなひとつの磁石になります。地球が磁石であるのは大雑把にいってこの理由です。地球を作っている物質には磁石としての特性を持ったものがたくさんあります。それが寄り集まっているから全体としてひとつの大きな磁石なんですね。

回答No.3

pancho

回答の整理と補足です。

棒磁石は、小さな磁石の集合体です。内部的にすべてのＮ極とＳ極が同じ方向とは言い切れませんが、かなりの割合で方向が揃っていますので、どの場所・どの大きさで・どの形で切ったとしても、磁石のままです。方向も元の物とほぼ同じです。力の大きさ（磁力）は、サイズにほぼ比例します。
これが一般的な話し。

で、補足ですが、「tomeko」さんの疑問から推測すると、棒磁石には「Ｎ極」という場所と「Ｓ極」という場所が別々にあって、切ったときに２つに分かれてしまうのではないかと疑っていると思われます。現在の理論物理だと「Ｎ極だけ」もしくは「Ｓ極だけ」の物質が存在するとしても、矛盾を起こしません。某大学の教授で、そんな物質があるかもしれないと「飛行機にガムテープを貼って空中の物質を集める」なんて乱暴な方法まで使って探している人がいますが、まだ見つかっていません。電気の「－」と「＋」と同じように「Ｎ極」と「Ｓ極」に分かれた物が見つかると、新しい理論や装置が発見・発明されるかもしれませんね。

以上。

回答No.1

alien55

まず「磁気」の物理的描像を正しくとらえる必要があります。磁気をつくっているのは全ての物質を構成する
原子の中の「電子」で、実は電子は小さな棒磁石なのです。電子が持つ磁気モーメントのことを、物理学では
「スピン」と呼んでいます。ですから極端な話、棒磁石を切断していって、人間の目に見えない原子まで切断
しても依然としてそれは棒磁石なのです。棒磁石は小さな電子スピンが寄り集まって、全体として大きな磁石
となっているので、棒磁石に半分ずつN,S極が対称にあるという考えは適当ではありません。鉄などの原子は
磁性を持ちますが、例えばアルゴン原子は、中のスピンの上向きと下向きが同数個あって全体として磁性を持
ちません。このように、電子の個数とスピンの向きで、原子の磁性の持つ持たないが決まります。
一方、地球の磁場（地磁気）は、地球内部のマントルの溶けた鉄・ニッケル等が対流することで生じるとされ
ています（ダイナモ理論）。しかし、地球にしても棒磁石にしても、その磁性の根源は、電子スピン（小さな
棒磁石）にあります。何故電子が棒磁石になるかは、量子力学を勉強してください。