磁気 磁石の間に働く力を目に見える形にする。 エルステッドの発見 電流には磁気作用がある。 実験 装置 A C B しかし 磁場は電流に力を働かせる。 中空円筒 電解液に電流を通す。磁石を近づけると液 体が回り出す。 硫酸銅 水溶液 棒磁石 フレミング左手の法則 右手の人差し指は 左手の人差し指は という。磁 場の に左手の人差し指を当てはめる。電流は中指。働く力は親 指。イギリスで真空管工学を教えていたフレミングが教えた暗記法。 アンペール 電流は磁場を作り、磁場は電流に力を及ぼすなら電流は電流に力を及ぼす。 の定義 アンペアは 真空中に の間隔で平行に置かれた 無限に小さ い円形断面を有する 無限に長い直線状導体のそれぞれを流れ こ れらの導体の長さ ごとに の力を及ぼしあう一 定の電流である。 年採択 実現不可能な定義である 真空の誘電率 ていると考えるべきである。 を定義し 量子力学の原理を使った電圧標準 ジョゼフソン効果 と抵抗 標準 量子ホール を使っている。昔は硫化カドミウム標準電池を使っていた。 年以降 の値は 世紀前半の技術的な制約から決められた数値である。なんの物 理原理にも基づいていない。 公的には 単位を使うことが義務つけられている（改正計量法 月 日施行） 。しかし 単位では物理原理が不透明になる。 年 は理解の障害： の原則に反する。なぜ こんなことに マックスウェルが電磁気学を完成 ! ! $ したとき 電子が発見 $ 年 かったことが最大の原因。 " # %&%& トムソン されていな 現在の電磁気学はローレンツの「電子論」を基礎にしている。アンペアの定 義を主張したのは %&'& ! () 年 **' 会議& +, 教条主義 者が権威を持っていた時代のこと。しかし 今では +, は駆逐され ている。天動説 地動説転換とならぶパラダイム転換の典型的事例。 電磁気学の標準的な教科書 ローレンツ主義で貫かれている ランダウ・リフシッツ ガウス単位系で貫かれている。 ジャクソン ( 版まではガウス単位系、 版で 系に書き直された。 ビオとサバールの法則 電流のまわりの磁場 磁場の方向を見る 電流 の周りの磁場 の大きさは電流から の距離 の関数で I r H は磁力線の長さ。 H 半径 の円電流の中心部での磁場は r I は電流が囲む面の裏表と関係する。 これらを一般化した公式はアンペールが与えている。数学をした後 論じる。 ローレンツ 年ノーベル賞受賞者 荷電粒子と電磁場が相互に影響を 与えあうという観点から電磁気学の理論を構成した。 電荷が電場を作り、電場が電荷に力を及ぼし、電流が磁場を作り、磁場が電 流に力を及ぼすと考える。 電磁場が荷電粒子に力を働かせる。電荷 に働く力 は - - は電場 は磁束密度。 電子に働く力は であり 磁場 はどこにも現れない。 ガウス系 系 磁場 と磁束密度 は何が違うのか。 真空中では ガウス系 系 粒子と場の観点からは磁束密度 のみが観測できる量である。磁場 は意味 を持たない。 系の は恣意的な量だから 単位系では単位が異なり、し たがって数値も異なるが、磁場と磁束密度は本質的に同じ。 しかし 物質中では同じ電流量でも物質によって生成される が変わる。 は 電流が同じなら物質によらずに同じ である。 人間のスケールでは電流を制御して磁気を考えることが多いので が重要 な物理量になる。 と関係する電子は人間のスケールでは見えない。 マクロな（人間のスケールで働く）力は熱力学の主題（たとえば蒸気機関の 力）。 を理解するためには熱力学の知識が不可欠。 ファラディーの法則 . . 系 針磁石 磁束 ×面積 が時間的に変化すると電圧 が生じる。 軟鉄 時間変化が本質的。ファラディーのノート 実験装置 閉じた回路の面を貫く磁気が重要 N 電球 S ファラディーの法則では、磁束の時間変化により、電流ではなく電圧が決まる。 ぐるっと一周する回路のどこに電圧があるのか 電圧は電場 ×回路の長さ と考えればよい。 E 磁束が変化すると導体中に電場ができる。ファラディーの法則 電場が出来ると荷電粒子に力が働く。ローレンツの力の電場部分 不純物が荷電粒子の動きに抵抗として働く。オームの法則 電気力と抵抗力が釣り合って、一定の電流が流れる。
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