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磁気に関するクーロンの法則

磁気に関するクーロンの法則

磁極にはN極とS極の2種類があり、同種の磁極間には斥力が働き、異種の磁極間には引力がはたらきます。

これは、電気における正電荷と負電荷の関係に似ています。


そこで、電気の世界における電気量に対応するものとして、磁気量(じきりょう)というものを考えます。N極の磁気量を正、S極の磁気量を負とします。

磁気量の単位には「ウェーバー(Wb)」を用います。

(ウェーバー(Wilhelm Eduard Weber;1804–1891)は、ドイツの物理学者です。英語では「ヴェーバー」という感じの発音であり、最初の音がにごります。)


磁気量がそれぞれm_1[Wb]、m_2[Wb] である2つの磁極間に働く力F[N] は、磁極間の距離の2乗に反比例し、磁気量の席に比例します:

(k_mは比例定数、rは磁極間の距離です)

これを「磁気に関するクーロンの法則」といいます。

(したがって、単に「クーロンの法則」と言うだけでは混乱が生じる場合、以前紹介したクーロンの法則は「電荷に関するクーロンの法則」と呼ばれます)

この力Fのことを、磁力(または磁気力)といいます。

k_m の値は、磁極の周りの物質によって異なります。


真空中で、強さの等しい2つの磁極を1m 離して置いたときに、磁極が受ける力が:
10^7/(4π)^2 [N]
のとき、その磁気量を1 [Wb] とする、という風にWb という単位は定義されています。

これより、真空中では比例定数k_m は:

となります。

(10^7/(4π)^2 ≒ 6.33×10^7 です)


上記のように、磁極と電荷はとても似ていますが、本質的に異なっていることがあります。それは、電荷においては正の電荷のみ、負の電荷のみを持つ粒子が存在するのに対して、磁極においては、正の磁気量(N極)と負の磁気量(S極)の両方が必ず1つの磁石の中に存在していなければならない、ということです。

一方のみの磁気量しかない磁石(=モノポール:magnetic monopole)は、存在しません(今現在まで発見されていません)。
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