中学生にもわかる 高校物理電磁気編 9講ローレンツ力
投稿者 ネコ肉屋
電磁力は、電流に時計廻りに磁場が発生することから下図をもちいた平易な説明が可能だとおもいます。
→
↓↓↓↓↓粗↑×↓密↓↓↓↓↓↓(磁場のむき)
←
(電流の向き×)
力が相殺された左側にはじき出されるわけですが、×が電流ではなくてqクーロンの１荷電粒子だった場合、この説明は適用できるのでしょうか。
換言すれば、試験電荷一ヶだけが飛んでいく場合にも、電流のときとおなじ向きに磁場が生じるのでしょうか。
するとこの話がそのままローレンツ力の説明に使えるはずなのですが。
電気力線や、磁力線を、「張力を持っていて、力線同士は反発しあうようなもの」としてイメージすると、電磁場を具体的にイメージできるようになります。
ネコ肉屋さんの電磁場モデルは、まさに、その立場で考えていることになります。
電気力線や磁力線の振る舞いから、電磁気学を再構成することも出来るそうです。
>、×が電流ではなくてqクーロンの１荷電粒子だった場合、この説明は適用できるのでしょうか。
できます。ローレンツ力を足し合わせたものが電磁力ですから。
>換言すれば、試験電荷一ヶだけが飛んでいく場合にも、電流のときとおなじ向きに磁場が生じるのでしょうか。
例えば、磁石の近くを荷電粒子が飛ぶ場合を考えてみます。
磁石が作る磁場が荷電粒子に及ぼす力があるのなら、荷電粒子も磁場を作っていて、磁石がローレンツ力の逆向きに同じ大きさの力を受けなければ作用反作用の法則に反します。
というわけで、運動する荷電粒子は磁場を作ります。
荷電粒子の作る磁場を表す法則を「ビオ・サバールの法則」といいます。
荷電粒子の作る磁場を積分したものが、電流に関する「ビオ・サバールの法則」で、この法則から、直線電流の作る磁場、円電流の作る磁場などを計算することが出来ます。
