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磁石の磁力は波動か粒子か

重力は重力波でもあり重力子でもあり、電磁力は電磁波でもあり光子でもあり、波動性と粒子性を兼ね備えているようです。棒磁石やU字磁石の磁力にも波動性と粒子性が現れますか。基本の質問で失礼しております。

  • DK000
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質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • Tacochin
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回答No.8

>>磁石の磁力は波動か粒子か 磁場の強弱や方向が変化すれば「波動」と言えますが、Ｎ極とＳ極を単独で取り出せないと、「粒子」とは言えません。 磁気は電気と切っても切れない関係にあって、磁気が変化するところに電気が発生します。逆に電気が変化するところに磁気が発生します。物理学上では、双方まとめて「電磁気」として扱っています。 磁場と電場 → 電磁場 磁力と電力 → 電磁力　も同じ。 電磁気の主な物理法則 ・右ねじの法則 ・ファラデーの電磁誘導の法則 ・レンツの法則 ・フレミングの左手の法則（電動機） ・フレミングの右手の法則（発電機） ・クーロンの法則 　＝万有引力の法則の電気版 　（距離の逆2乗法則） 　※光の減衰の法則も逆2乗法則 各法則の詳細は、ここでは省きますが、共通して言えることは、電気・磁気・運動エネルギーがそれぞれ相互作用しているということです。 ただし、電気と磁気は必ずしも対称的なエネルギーではありません。 電気は電極として＋（プラス）と－（マイナス）が存在し、プラスイオン，マイナスイオン、あるいは陽子や電子など、単独粒子で取り出すことはできます。しかし、磁気は磁極としてＮ極とＳ極はありますが、粒子単独で取り出すことはできません。磁石を分割しても、どこまでも無限的に、磁石の両端にＮ極とＳ極が現れるからです。 磁気単極子「モノポール」について https://www2.riken.jp/lab/theory/research/monopole.pdf Ｎ極とＳ極それぞれの単独粒子として、磁気単極子「モノポール」が提唱され、かなり前から、その存在の研究が続けられていますが、現在に至るまで発見されていません。従って、『今のところは磁気単独では「粒子」としての性質が確認されていない』というのが答えです。「波動」としては、電磁波の一部として機能していると言えます。 「宇宙創成期のエネルギーの相転移で、モノポールが生成されたものの、インフレーションで吹き飛ばされてしまったのでは」と、仮説のひとつとして、提唱されているようです（上記リンクのPDFより）。

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その他の回答 (9)

  • Tacochin
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回答No.10

回答No.9の補足です。 波動性を示す画像を添付します。電磁界（電磁場）が変動する際に電磁波が発生します。電界の方向，磁界の方向、電磁波の方向はそれぞれ3次元の直交座標軸の関係になります。電磁波の方向の軸は運動（力学的エネルギー）方向の軸と同じです。電・磁・力（運動）は直交するということです。 ■電気的慣性 クーロンの法則は 「距離の逆2乗法則」で万有引力（重力）にも共通する法則でした。 レンツの法則は 「何らかの原因によって誘導電流が発生する場合、電流の流れる方向は誘導電流の原因を妨げる方向と一致する」という法則ですが、これについて私見ではありますが「電気的慣性の法則」と名付けています。 ニュートン力学で、物体がその状態（運動の向きや速度）を維持しようとする性質を「慣性」と呼びますが、それの電気版と考えております。 ■統一場理論 相対性理論では、重力場や加速度運動している座標系では「時空が歪む」という表現をしています。電磁場も同じように「時空が歪む」のか？というのが統一場理論です。 私は、あまり突っ込んだところまでは理解できていませんが、電・磁・力（運動）が直交する点や「クーロンの法則」や「レンツの法則」のような共通的な法則が、ヒントになっているのでは？と勝手な想像をしています。 超ひも理論でも磁気単極子は重要な役割を果たしているとのことです。 ■モータと発電機 モータを高速回転させたときの逆起電力（高速で回っている慣性力が発電機として逆方向の電力を発生させている）も電気的慣性のごとく解釈しています。 ※回路onのまま慣性力だけになると回生ブレーキとなる（電気鉄道）。 　↑ 自転車で発電機を作動させライトを点灯して漕ぐと、ペダルが重くなるのと同じ 反対にモータが回ろうとするのを止めるような力（過負荷）が働くと、通常の電力の他、同じ方向へ発電された起電力がプラスされ過大電流が流れ、コイルが焼き付くという状態に成りかねません。 回生ブレーキも、モータ過負荷も、フレミングの左手の法則とフレミングの右手の法則の重ね合わせで生じる事象です。フレミングの右手・左手の両法則も３次元直交です。 ■磁荷に関するクーロンの法則 wikipediaから一部引用 ---------------- 磁気に関しても電気と対称的に、磁荷を帯びた粒子間に働く力として磁荷に関するクーロンの法則を導入する。 ただし、実際には磁荷は電荷とは異なり分割はできず（どんなに細かくしても必ずN極とS極が対になる）、磁気単極子は2022年現在見つかっていない。ここでは仮想的な概念として磁荷を取り扱う。 ---------------- となっていますので、磁気の粒子（磁気単極子）は見つかっていなくても、「クーロンの法則」の法則としては、電気と対称的に取り扱えるようです。

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  • Tacochin
  • ベストアンサー率55% (31/56)
回答No.9

回答No.8の補足です。 >>磁石の磁力は波動か粒子か 回答No.8のケースは、 【動的な磁力（電磁力における磁力）】 についての考察でした。ですので．．． 磁気単独としては ・粒子性：発見できてない（今のところなし） ・波動性：あり ということでした。 【静的な磁力（変化のない磁石）】 という観点でいうと、 ・粒子性：発見できてない（今のところなし） ・波動性：なし 両方なしです。 「電波」と言う言葉は聞いても「磁波」という言葉はあまり聞かないですね（実際には言葉としてある）。 Webの辞典で「磁波」を検索すると．．． 「電磁波の中の磁界の構成する波をいう」 と解説されていますので、あくまでも動的な磁界（磁場）に磁波として波動性があるということになります。 https://kotobank.jp/word/%E7%A3%81%E6%B3%A2-2047229

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  • FattyBear
  • ベストアンサー率32% (1243/3808)
回答No.7

どの様な力でも他の作用で力の強弱を制御すれば波動性を生む ことが出来ます。でも他の作用が無ければ波動しません。 直流電流は一定の電圧で一定の抵抗値の回路に流れている限り 波の信号にはなり得ません。同様に棒磁石やU字磁石の磁力は 位置関係の変化や磁力に変化を与える他の要素がない限り波 （強弱信号）にはなり得ないと考えます。 波を起こす様な別な力を加えて波動を起こせる力でも波動性がある というのなら別ですが、そのものの力で波動が起こせなければ 波動性があるとは言えないと思います。

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  • Nakay702
  • ベストアンサー率80% (9740/12121)
回答No.6

興味あるご質問をありがとうございます。ほとんど恒例になった観もありますが、また私の勝手な推測を込めた個人的解釈によって、以下のとおりお答えします。 ＞重力は重力波でもあり重力子でもあり、電磁力は電磁波でもあり光子でもあり、波動性と粒子性を兼ね備えているようです。棒磁石やU字磁石の磁力にも波動性と粒子性が現れますか。基本の質問で失礼しております。 ⇒電磁力の元は電子の存在やその運動によって励起されますので、「棒磁石やU字磁石」の磁力は、《同じ電磁力の仲間として、粒子性を持つ》、と言えそうですね。 一般に電磁力は周囲に電磁場を構成しますが、その場を支配する電磁力の大きさは電磁波の持つ波長で決まるものと考えられます。それで、通常、磁場は安定的に一定の所与の力価を周囲に及ぼすわけですが、本体の変動もしくは外部からの圧力などによって電磁波に変化が生じると、干渉等の相互作用が起こって磁場が変動することになります。そして、その際の振る舞いによって、磁力は波動性をも合わせ持つ、ということが推測されます。 以上を要するに、棒磁石やU字磁石の磁力も、お書きのとおり、光同様に波動性と粒子性の両方の性質を併せ持つと言えるのではないか、と考える次第です。 なお、磁力、磁界（磁場）についてやさしく解説しているサイトがありましたので、ご紹介します：https://electricityprofessional.com/688。

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  • notnot
  • ベストアンサー率47% (4854/10269)
回答No.5

磁石の引き合う力は電磁力なので、 > 電磁力は電磁波でもあり光子でもあり、波動性と粒子性を兼ね備えているようです とお書きの通りです。 > も波動性と粒子性が現れますか。 の「現れますか？」が、「簡単な実験装置で波動性や粒子性を実感できますか？」ということであれば多分無理だと思います。

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  • FattyBear
  • ベストアンサー率32% (1243/3808)
回答No.4

少なくとも波動性はないでしょう。他の要素で磁力変化を起こせば 別ですが、静止状態の磁石から出る磁力は安定した力でしょう。

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  • iijijii
  • ベストアンサー率54% (509/927)
回答No.3

はい。波動性と粒子性が現れます。 (磁力=磁場)は電磁場の一つの側面ですから電磁場と同じものです。 媒介する量子も光子です。 電磁場の量子化@ウィキペディア https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E5%A0%B4%E3%81%AE%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8C%96

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  • sknbsknb2
  • ベストアンサー率38% (1134/2938)
回答No.2

下記のリリースでは、磁気単極子の量子的波動性を発見したと言っているので、磁気単極子については両方が現れることがあると思います。 https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/articles/a_00176.html 棒磁石とかは磁気単極子ではないので、どちらも現れないのではないかと思います。

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回答No.1

磁力は波動でも粒子でもありません。 あなたが何かを引っ張るとき、それを波動とも粒子とも言わないのと同じです。

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