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解答
・わたしの...
アルミは磁気を帯びないけど...
磁石を近づけると誘導電流が流れる...
引っ付かないんだから、遠ざかるはずね？
と思って調べてみるとなんと!!
「アルミは常磁性体であるので１円玉は磁石に引き寄せられ，銅や水は反磁性体であるので１０円玉や人参は磁石に反発する様子が観察できる。」
but...誘導電流は磁石が近づくときと離れるときで反対に流れるから...
水に浮いた10円玉は遠ざかったり、近づいたりの振動してもいいはずなのにならないのはなぜ？ ^^;
画像：https://hegtel.com/lenz.html より 引用 Orz〜
そもそも...反磁性の由来がこの誘導電流ではないようなのねぇ ^^;
https://ja.wikipedia.org/wiki/反磁性 より 引用 Orz〜
「反磁性の起源を古典的に説明すると、物質に磁場を加えたとき、その電磁誘導によって物質中の荷電粒子（実質的には電子）に円運動が誘発され、一種の永久電流が流れ続ける。この電流は、磁場が弱くなる方向へ磁場と磁場勾配に比例した力（ローレンツ力）を生じるとともに、レンツの法則に従い外部の磁場を打ち消す方向に磁場を生み出す。この円運動の挙動はジョゼフ・ラーモアによって1895年に研究され、さらにポール・ランジュバンによって定式化されたので、これをラーモア反磁性、もしくはランジュバンの反磁性という。これは誰もまだ原子がどのように構成されているかを知らない時代であったにもかかわらず、反磁性の性質や発生する力の大きさを良く説明し、実験との一致はすばらしいものがあった。
この古典的な説明は、すべての導体が実質的に反磁性を示すことからも推測できる。変化する磁場に置かれた導体には、電磁誘導によって自由電子に円運動が起こり（誘導電流）、この電流によって磁場の変化とは反対向きの誘導磁場が生じるとともに、磁場と磁場勾配に比例した力（ローレンツ力）を生じ、導体の運動や磁場の変化に抵抗する力になる。この現象は物質の反磁性と良く似ている。
ラーモアらの理論から計算すれば、すべての物質は電子を持つのでその磁性には多かれ少なかれ反磁性の寄与があり、ほとんどのものは磁化率にして10-5程度のオーダーしかない極めて小さいものであることがわかる。
このように、反磁性は古典的な範囲で説明されたかのように思われていたが、ニールス・ボーアは古典力学で計算すると熱平衡の状態で磁性がゼロになることを1911年に見いだした（ボーア＝ファン・リューエンの定理）。このため、反磁性の説明は量子力学に取って代わられたが、量子力学から厳密に導かれた結果はラーモアらの理論と正確に一致していた。量子力学によれば、不対電子が存在しない物質は弱い反磁性となり、不対電子によるスピンが存在する物質は常磁性や強磁性などの性質が顕著になる。」
https://ja.wikipedia.org/wiki/ボーア＝ファン・リューエンの定理 より Orz〜
「今日ボーア＝ファン・リューエンの定理として知られている定理は、1911年にニールス・ボーアが発見してその博士論文の中で発表し、その後1919年にH. J. van Leeuwenによって再発見されその博士論文の中で発表した。1932年、ヴァン・ヴレックは電気感受率と磁化率についての著書の中でボーアの最初の理論を形式化し、拡張した。この定理の発見の重要な点は、古典力学の範囲では反磁性、常磁性、強磁性などの磁性を説明できず、それらを説明するには量子力学と相対性理論が必要不可欠であるということである。」
無重力で、アルミで作ったコイルに磁石を近づけたら...常磁性の性質で近づく力と、誘導電流で遠ざかる力とどちらが強いんでしょうかしらん？
導線のコイルでは反発するってことだけど、反磁性体だから余計遠ざかることは予想できますが...^^;
磁石をゆっくり近づけるときは常時整体ゆえ、近づいてくるようですが、急に近づけると遠ざかるのではと思える記述あり...
「立てた一円玉に磁石を近づける実験のことを考えてみましょう。立てた一円玉に磁石を近づけると、2の効き目によって「磁石が近づくのをじゃまする向き」に一円玉に電流が流れます。ですが磁石は手の力でどんどん近づいてきますから、何の支えもない一円玉の方が反発力で倒れてしまうというわけです。」
そうなると...急に近づけても水に浮いた1円玉が近ずくとすると...
水が反磁性体ゆえ、相対的に1円玉が近づいて見えるのかしらん？
それにしても、1円玉が乗ってる水が磁石から遠ざかるのであれば...一緒に1円玉も遠ざかってもいいような気もしてきたり...^^;...考えたらややこしいものです...Orz...
あと、ロウソクの炎に磁石を近づけると炎の中の炭素が反磁性体のために炎は遠ざかるみたいなのねぇ!!
画像：https://www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa00581.htm より 引用 Orz〜
「ロウソクの炎は磁石の磁界に応答する
燃え立つロウソクの炎の横から、強力な磁界を加えると、どうなるでしょうか？ 不思議なことに、立ちのぼっていた炎は、磁界に押しつぶされて横にたなびきます。これはロウソクの炎が反磁性体だからです。
磁石に吸着する物質を強磁性体（あるいは単に磁性体）といい、それ以外の物質は一般に非磁性体と呼ばれます。しかし、あらゆる物質は何らかの磁性をもっています。外部磁界の方向に弱く磁化される性質は常磁性といい、磁界と反対向きにごく弱く磁化される性質は反磁性といいます。 1845年、ファラデーは王立研究所で自作した強力なＵ字型電磁石を用いて、初めて反磁性という現象を発見しました。Ｕ字型電磁石の磁極の間にガラス片を吊るして、電流のスイッチを入れたところ、ガラス片がわずかに動いたのです。
物質の磁性のほとんどは電子の自転（スピン）に伴うスピン磁気モーメントに起因します。簡単にいえばスピン磁気モーメントがバラバラの方向を向いた状態が常磁性であり、整列した状態が強磁性です。一方、電子の軌道運動などによっても磁界が生じます。反磁性は主にこの電子の軌道運動が関与します（金属の場合は伝導電子＝自由電子の運動が関与していて、ランダウ反磁性と呼ばれます）。電子の軌道運動のような環電流をもつ物質に外部磁界を加えると、外部磁界を打ち消す方向に磁界が誘起されます（レンツの法則）。この磁気的分極が反磁性の正体です。
身の回りのあらゆる物質は軌道電子あるいは自由電子をもつので、潜在的に反磁性体ということになります。ただし、反磁性が確認されるのは、強磁性や常磁性といった電子のスピン磁気モーメントの効果が少ない物質にかぎられます。
主な反磁性体としては、金、銀、銅、鉛、亜鉛、ビスマス、炭素、アルミナ、水、水晶、ベンゼン、エチルアルコールなどがあります。ロウソクの炎というのは、灼熱状態の炭素の微粒子なので、強力な電磁石で磁界を加えると、磁界に押し出されるような動きを示すと説明されています。線香などの煙においても同様の現象が起こります。 」
*アルミナ=酸化アルミニウムで、アルミニウムとは違うようなのね ^^;
水に浮かんだ1円玉は近づくようです？
↓
引くと、ついてくる。近づけると、遠ざかる。ではないでしょうか。
これは、電磁誘導による渦電流が、1円玉に流れ、磁石の動きを妨げるように力が働きます。
********************************
実験してみました。
大きめの水槽の中央に1円玉を浮かべ、ネオジウム磁石で行いました。
まず、反磁性の効果ですが、浮かんでいる1円玉のすぐ横にネオジウム磁石を近づけると、非常にゆっくりと近づいてきます。ただし、吸い寄せられるというような感じではなく、じっくり見ないとわからない程度です。長い時間、引き続けるには、非常にゆっくりと磁石を動かす必要があります。
次に(水に浮かんでいない場合)、電磁誘導の効果ですが、1円玉の上から磁石を横に遠ざけていくと、明らかに吸い寄せられるといった感じになります。そして、h徐々に離れていきます。
※電磁誘導(渦電流)の例として、1円玉のうえにネオジウム磁石を置き、上に素早く引き上げると、1円玉はジャンプする現象があります。」
but...両方の効果が現れないのはなぜ？
実験で、遠ざかってるのもあるようなのよ...^^; |
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