磁束密度につきまして

質問

こんにちは、

添付ＮＭＲの基本原理を読んで、磁束密度について疑問を持ちました。教えてください。
１．2.35テスラの外部磁場においたとありますが、１Ｈ核の数をｎ個としますと、外部磁気の強さは、2.35×ｎ個テスラが必要ではないでしょうか？
２．外部磁場の強さＨ0は、テスラが単位です。電気の場合、電圧をかけるときには、V/cmとなりますので、磁気の場合は、T/cmとすべきではないでしょうか？
３．2.35T(テスラ)を、2.35（kg/sec(-2)A(-1)）と表現しておりますが、この単位はどのように導出されるのでしょうか？

http://www.agr.hokudai.ac.jp/ms-nmr/assign/nmr2.htm

回答No.1

suzusan7

こんにちわぁ

１．ですが、外部磁場は変わりませんよ。地磁気という外部磁場の中に一斉に
　　方位磁針を使うと、地磁気は変わるでしょうか？
　　たぶん変わりませんよねぇ。
　　外部磁場は坂道みたいなものです。H核のように転がすものが変わっても
　　坂道の勾配は変わらないのと同じで、転がすものの数や質が変わっても
　　外部磁場に影響を与えるものではありません。

２．磁場の単位はTではありません。磁場の単位はA/mです。
　　Tは磁束密度の単位です。

３．Bを磁束密度、μを透磁率、Hを磁界とすると
　　　B＝μH
　　という関係式があります。μの単位はN/A^2ですから、
　　Bの単位はN/（A・m）となります。
　　Nはkg・m/sec^2ですから、テスラの単位を表現できると思います。

補足

お返事ありがとうございます。あるご親切な方にご教示頂きました回答の一部を以下に記載します。
外部磁場Ｂの単位はＴ（テスラ）です。
電線に電流が流れていて，電流に垂直な方向に磁場があるとき，
１Ａ（アンペア）の電流が流れている電線１ｍ（メートル）に
力が１Ｎ（ニュートン）働くとき，磁場の強さが１Ｔ（テスラ）です。

電場Ｅの単位は V/m （ボルト毎メートル）です。
電場中に点電荷があるとき，
１Ｃ（クーロン）の電荷に１Ｎ（ニュートン）の力が働くとき，
電場の強さが 1 V/m （ボルト毎メートル）です。

電荷の単位１Ｃ（クーロン）は，
１Ａ（アンペア）の電流が１ｓ（秒）間に運ぶ電気量です。
１Ｃ（クーロン）の電荷を２点間を移動させるのに必要な仕事（エネルギー）が
１Ｊ（ジュール）であるとき，２点間の電位差が１Ｖ（ボルト）であることになります。
１ｍ（メートル）あたり１Ｖ（ボルト）の電位差があるとき，
そこに置かれた１Ｃ（クーロン）の電荷には１Ｎ（ニュートン）＝１Ｊ/ｍ（ジュール毎メートル）
の力が働く，ということで，電場の強さ（単位長さあたりの電位差）と話が
つながります。

さて，１Ｃ（クーロン）＝１Ａ　ｓ（アンペア　秒）でした。
１Ａ（アンベア）の電流１ｍ（メートル）あたりに働く力をつかって磁場の強さを決めましたが，
つまり，１Ｎ（ニュートン）＝１Ａ（アンペア）×１ｍ（メートル）×１Ｔ（テスラ）となるように
Ｔ（テスラ）が決められていていますが，
１Ｃ（クーロン）の電荷が１ｍ/ｓ（メートル毎秒）で運動しているとき，
１Ｃ（クーロン）×１ｍ/ｓ（メートル毎秒）＝１Ａ　ｓ（アンペア　秒）×１ｍ/ｓ（メートル毎秒）
＝１Ａ（アンペア）×１ｍ（メートル）なんですね。
つまり，１Ｃ（クーロン）の電荷が速度１ｍ/ｓ（メートル毎秒）で１Ｔ（テスラ）の
磁場中を運動しているとき，１Ｎ（ニュートン）の力が働きます。

電荷×電場＝力
電荷×速度×磁場＝力

ですから，電場と磁場は速度の分だけ単位（次元）が異なることになります。
ちなみに１Ｔ（テスラ）＝１Ｖ　ｓ/ｍ^２（ボルト　秒　毎　平方メートル）　の関係があります。
あるいは，単に電場の強さには固有の単位がなく電位差を長さで割って単位を作っているのに，磁場の強さには何故，固有の単位があるのだろうかという疑問でしょうか？
それについては，私は確かなことは知りませんが，
電荷×電場＝力　という風に，速度に依存しない形でかけますから，
電場の問題は力学と同様にポテンシャルの問題に還元でき，
ポテンシャルはスカラー量でより取り扱いが簡単ですから，
ポテンシャルが基本的性質と見なされ，それに対して固有の単位が作られたのではないでしょうか？
磁場は速度が絡み，そう単純には行きませんので，磁場の単位を固有に定義する方が
実用的な気がします。