高校物理「磁界ベクトルと磁気力の向き」について

質問

高校物理の「磁界」で　H = F / m (H:磁界ベクトル、 F:磁気力、m:磁荷　　ベクトルの記号の上の→が出来ないので省略しました。以下、記号はすべてベクトルを意味します。)

　直線導線に電流を流したとき、電流の向きに右ねじを回す方向に磁力線ができ、その磁力線のある点の磁界ベクトル(H)の向きは、その点の接線方向t教科書にありました。つまり、ある点の磁界ベクトルの向きは磁気力の向きに一致します。

　次に、電流が磁界ベクトル(H)から受ける力F' (私の教科書には力とありました。磁気力とか、磁気力の反作用とも書かれていませんでした。)は、フレミング左手の法則に従った向きと一致するとありました。

　そこで、皆さんに質問したいのは以下の２点です。

　(1)電流が磁界ベクトル（H)から受ける力(F')は、なぜ磁界ベクトル(H)の方向や磁界ベクトル(H)の反対方向(反作用で考える場合)と一致しないのか？

　(2)電流が磁界ベクトル(H)から受ける力(F')の向きを考えるとき、この磁界ベクトル(H)は直線電流に電流を流したときに生じた磁力線のある点の磁界ベクトル(H)と同じなのか？

　以上です。分かりにくい説明と図で申し訳ありませんが、分かる人がいましたら、教えてください。

　よろしくお願いします。

回答No.2

ORUKA1951

＞つまり、ある点の磁界ベクトルの向きは磁気力の向きに一致します。
　ベクトルの意味、きちんと理解されていますか？
　ベクトルの対語はスカラーですが、ベクトルとは方向と大きさを持つ大きさですね。
　磁力のベクトルは、「N単極子が受ける力の大きさと方向で表します。」この定義から考えて、「磁界ベクトルの向きは磁気力の向きに一致します。」は変ですね。(^^)

＞(1)電流が磁界ベクトル（H)から受ける力(F')は、なぜ磁界ベクトル(H)の方向や磁界ベクトル(H)の反対方向(反作用で考える場合)と一致しないのか？
　これはおかしい。磁界ベクトルから電流は力を受けません。
　磁力線や電気力線は、それぞれN単極子が、電荷が電磁場から受ける力の方向と大きさを示す指標です。それ自体が力を受けると考えるとおかしくなっちゃいます。

　電流とは電荷の移動で、移動する電荷は周囲の電場・磁界から力を受け、それぞれ移動方向と磁場の方向に対して直角の力を受けますよ。

添付図の説明
(上)　電荷が移動するとその周囲に右回りの磁界（磁場)が発生する。
　　磁界の向きは(N単極子が受ける力の向きと大きさ)青の矢印
(中)　電荷が移動すると、その周囲に磁界が発生する。
　　その周囲に磁場（磁界）緑の矢印が存在すると。
(左） 電荷の移動方向を後から眺めた図
　　同方向の磁場は反発し、逆方向の磁場は引き寄せあう。
(中)　そのため磁場中を右に移動する電荷は手前側に力を受ける。
　　　　　--フレミングの左手の法則
(下） 磁場中の導体を右に移動させると、内部の電荷は手前に力を受ける。
　　　すなわち、手前方向に電場が発生する。
　　　　　---フレミングの右手の法則

　磁場(磁界)ベクトル、電場(電界)のベクトルの意味するところ。電場や磁界から受ける力の方向ベクトル、それらをきちんと区別して理解しましょう。

回答No.1

uen_sap

質問の意味が理解できません。

電気と磁気は相互に作用しあいます。
なぜそうなるかは、根源的には、神がそうした、としか答えられないのではないかと考えます。

物理学とは、現象を説明できるよりsimpleな法則を見つける学問と言えます。
法則と言っても、どれが正しいかどうかは神のみぞ知る、ところであって、一番矛盾の少ない法則がその瞬間、正しいとして、認知され利用されている、と理解して下さい。

そういう視点から質問を見ると、
(1)は、「電流の作る磁界と場の磁界が相互に影響しあい、磁界を強めあう方向から弱めあう方向に力が働く」と言うのが一番矛盾の少ない法則です。
それでまずいですか？

(2)は言葉が入り乱れて何を言いたいのか、全く不明。