磁石はなぜ物を引っ張ったり弾き飛ばす事ができるのか

質問

磁石（磁力）はなぜ物を引っ張ったり弾き飛ばす事ができるのでしょうか？
仕組みを詳しく教えてください。

回答No.8

noname#175206

>電荷の円運動があれば磁性が現れるんですね。

　その通りです。これについて直接は、次にお書きの行で。
　寄り道ですが、電荷と言うミクロでなく、電子が流れれば、それがたとえば真っ直ぐな導線を流れる直流電流であれば、導線の周りに磁場が生じますね。
　これをコイルにすれば、その磁場が強くなるというのが、よく見る電磁石ということになります。

>電気素量の回転では現れますか？

　現在ではそう考えられています。電子の「回転」はスピンと呼ばれます。

　大きさがゼロである電子のスピンというのは、普通に球体が回転するのとはちょっと実態が違いますが、今はおおむねどういうイメージで構いません。一様に電気を帯びた球体が回転するイメージですね。

　これが電気が円状に流れるのと同等であることは、ご想像できるかと存じます。つまり、電子の一つ一つが磁力を持っています。
　マクロな物体には電子が無数にあり、このスピンの向きはバラバラです。すると無数の電子の磁力がバラバラな方向を向いていることになります。

　つまり、電子の作る磁力は普通は打ち消し合って、物体全体としては磁力を持ちません。

　しかし、何らかの方法、ないしは偶然に電子のスピンの方向がおおむねでもいいので揃えば、それは磁石になります。

　ずっとその状態なのが永久磁石で、その磁石にくっつけた、たとえば鉄釘にも一時的に磁力が生じるのは、永久磁石の磁場で、鉄釘のバラバラだった電子のスピンの向きが揃うからです。

お礼

電荷の円運動があれば磁性が現れることがわかりました。
電気素量の回転でも現れるということですね。
電気を帯びた球体が回転するイメージで良いのですね。
電子の一つ一つは磁力を持っているんですね。
電子のスピンの方向が揃うと磁石になるんですね。

回答No.7

noname#175206

お礼、ありがとうございます。#5です。

>どのような整列なのでしょう。

　古典電磁気科学での説では、原子ごと、あるいは分子ごとに、円状の電流があり、それを分子電流といいます。
　要は微小な円の電流があれば、それは電磁石と同じ仕組みで磁気を持ちます。

　このたくさんの分子電流が、バラバラの向きを向いていれば、打ち消し合いになりトータルでは磁気を持たず、たくさんの分子電流が同じ向きを向いていれば、強めあって永久磁石や、磁石にくっついた鉄の状態になります。

　これにより、永久磁石をいくら細かく分割しても、N極だけ、あるいはS極だけの磁石が出来ないこと等、いろいろと矛盾なく説明はできます。ただ説明できるからといって、分子電流がある証拠にはなりませんが。

　物性の物理では、永久磁石や磁性体について等、もっと研究が進んでるんでしょうけど、そちらはあまり興味がないため調べていません。きちんとご説明できなくて、済みません。

お礼

電荷の円運動があれば磁性が現れるんですね。
電気素量の回転では現れますか？

回答No.6

isa-98

最近は残念ながら時間がありません。
専門家の記載を待ちましょう。

結論的には左辺をニュートンの単位に出来るからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E5%8A%9B

磁力は高温で消滅すると言う事実が大切です。

この原理では高温高圧である地球は地磁気が発生しないはずですが、
流動による電子の移動でもって磁力は生じます。

これは電磁石の原理です。

すなわち、永久磁石も自由電子の移動で発生しているのではないかと言う結論に達します。
これが電子スピンです。

http://www.geocities.jp/hiroyuki0620785/k2jiki/magspin.htm

角運動量＋電子運動量＝ニュートン力となると考えても良いと考えます。

お礼

磁力は高温で消滅すると言うことは、内部の磁気的な原子配列の整列がとかれるということでしょうか？

磁気的な原子配列の整列とはどういう整列の仕方なんでしょう。

地磁気に関してですが、マグマなどの対流流動による電子の移動が、結果的に電流が流れたときと同じ作用を担い右螺子の法則に従う磁界方向で磁気が発生していると考えて正しいですか？
地球も電磁石といえますか。

永久磁石も自由電子の移動で発生しているのではないかと言う結論に達しますね。
電子スピンというのは、文字通り電子のスピンなのでしょうが、電荷のスピンと捉えても宜しいのでしょうか？

電子一個がスピンすると、電荷が回転しますが、回転した電荷から、磁気が発生するのは何故かも知りたいですが、電子一個の電荷が回転して磁気が生まれるということは、電子一個の電荷は素量ではないという事になりますね。

角運動量＋電子運動量＝ニュートン力となるというご説明部分をやや噛み砕きご説明いただけると何よりなのですが。

回答No.5

noname#175206

古典的な遠隔作用説で説明するならば、磁石と、鉄などの磁気を帯びることができるものとの間に見えない磁気的な引力が働くからで、磁石同士ですと、NとSの間には磁気的な反発力が働くからです。

　近代的な近接作用説で説明するならば、磁石は周りの空間を磁気的に歪めるるからです。磁気的に反応できるものは、鉄なり、磁石なりに、その磁気的に歪んだ空間を、さらに歪み方を変え、それが運動できるのであれば、磁気的ないわゆる位置エネルギーを運動エネルギーに転換しつつ、運動が発生します。

　上記の二つの説明は、磁気力に限らず、電気力（実は、磁気力と電気力は、電磁気力として統一的に扱えます）、重力（万有引力）でも共通する考え方です。
　特に、遠隔作用説でのこれらの力を表す数式は、これらで同じ形になっています。

お礼

電流が流れると磁界が発生しますね。
右螺子の法則です。
電子が移動すると磁界が発生するということになります。

磁石には電流が流れていません。

しかし内部の原子配列が整列しているというのはわかります。
この整列はおそらく磁気的な作用を生み出せる整列の仕方だと思います。

どのような整列なのでしょう。

回答No.4

ATAOMO

科学とは
科学とは身の回りの出来事、事象が一体どんな仕組みで成り立っているのかを探求する学問と言えるだろう。つまり、科学とはある現象に理屈を付ける作業のことである。

磁束や磁力線の正体は、原子核の周り回わっているマイナス電子です。
何でマイナス電子が表に出ているかと言うと、磁石の内部で原子同士でおしくらまんじゅう(複数人で互いに背中や肩を押し合って行う子供の遊びである)し合い位置エネルギーを保持しているからです。

なお、磁石の原理はインターネットで検索しても「これだ！」と確たる説明が存在しません。
なぜなんでしょうね？

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞磁束や磁力線の正体は、原子核の周り回わっているマイナス電子
＞何でマイナス電子が表に出ているかと言うと、磁石の内部で原子同士でおしくらまんじゅうし合い位置エネルギーを保持しているから

この辺りを詳しく知りたいので、どうかさらに詳しいご説明をいただけますとうれしいです。
原子同士でおしくらまんじゅうし合い位置エネルギーを保持、という部分です。

回答No.3

foomufoomu

すでにNo.2のかたが十分な答えを書いておられるようですが。

なぜ・・・を考えるのは、科学ではありません。哲学です。
科学は、現象を冷静に実験・観測して、数式などの再現性のある方法で表現するだけの学問です。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.2

Willyt

物体が相互に及ぼす力については現在のところ電力、磁力、万有引力の三種類だということになっています。ミクロの世界ではこれ以外にもありますが、私達が見る世界ではこの三種だと言っていいでしょう。そしてこの三種類の力について、それが何故生じるかについてはいろいろな仮説が提言されてはいるものの、それが正しいと証明されたものは一つもないのです。言い換えればなぜだか分っていないのです。３つの力については簡単な方程式を作ってみるとそれが知られているすべての現象がこれにあてはまり、そこに例外がないので、とりあえずこれが正しい方程式だと認められているのですよ。この中でニュートンの法則は合わない現象が次々に見つかったのでアインシュタインが新しい方程式を提案しましたが、ニュートンの方程式は私達が現に見えている現象をほぼ正しく表現しているので、それを承知で使っているのです。

　ちなみに現在の科学の知識は三回何故を繰り返すと立ち往生してしまうと言われていますよ。試しにやってみると分ります(^_-)

お礼

そこをどうかひとつ、仮説でも良いし、御持論でも良いので、実験的にでも良いのでどうか御書き下されたし候。

回答No.1

mappy0213

磁石ってまわりを磁力線が取り囲んでいるんですよね
分かりやすく言えば　自分の周りをバリアが取り囲んでいる感じ
同じ属性のバリアだと相反するので弾かれ　異属性のバリアだと相殺され触れることが出来る
ってな感じです

お礼

この場合
同属性のバリアは同一空間に同時存在したがらない存在ということなのでしょうかね。
バリアが磁石をおしているのでしょうか？