磁力線などに関する質問です。

質問

質問(1)
『いま、針金にビーズが刺さっている状況を考える。その針金を振り回すとビーズは遠心力で飛んでいく。同じようなことが降着円盤を貫く磁力線でも起こる(図10.2)。つまり針金は磁力線、ビーズはジェットとして飛んでいく物質である。そして、もちろん針金を振り回している物質は円盤だ。円盤によって磁力線が振り回されると、円盤の表面付近の物質は磁力線と一緒に振り回され遠心力を受ける。その結果、表面付近の物質は円盤から噴出し、磁力線に沿って加速されるのである(ここでは、物質が磁場に凍結しているという性質を利用している)。』
↑のようにありますが、この辺りの事情がわかりません。どうして磁力線は円盤によって振り回され、磁力線が振り回されると、円盤の表面付近の物質は磁力線と一緒に振り回されるのですか？物質が磁場に凍結しているという性質とは何なのでしょうか？

質問(2)
もし重力がなければ、磁力線が垂直に円盤を貫いていないかぎり物質は加速されるのはなぜですか？
遠心力を大きくするためには、磁力線と円盤とのなす角度を小さくしてやればよいのはなぜですか？

質問(3)
『磁力線の回転に伴う遠心力は、磁気力(j×B力)の回転(方位角)成分による回転方向への加速がそもそもの起源だから、磁気力加速にほかならない。したがって誤解を避けるために、本書では磁力線の回転に伴う遠心力にはすべて磁気遠心力という表現を用いている。』
とありますが、この磁気力(j×B力)とはなんでしょうか？
磁力線の回転に伴う遠心力は、磁気力(j×B力)の回転(方位角)成分による回転方向への加速がそもそもの起源だから、磁気力加速にほかならないというのもわかりません。
以下に原文を記します。
『いま、針金にビーズが刺さっている状況を考える。その針金を振り回すとビーズは遠心力で飛んでいく。同じようなことが降着円盤を貫く磁力線でも起こる(図10.2)。つまり針金は磁力線、ビーズはジェットとして飛んでいく物質である。そして、もちろん針金を振り回している物質は円盤だ。円盤によって磁力線が振り回されると、円盤の表面付近の物質は磁力線と一緒に振り回され遠心力を受ける。その結果、表面付近の物質は円盤から噴出し、磁力線に沿って加速されるのである(ここでは、物質が磁場に凍結しているという性質を利用している)。このとき、もし重力がなければ、磁力線が垂直に円盤を貫いていないかぎり物質は加速される。しかし、実際の系では中心天体による重力は無視できない。そのときは遠心力の磁力線方向の成分が重力よりも大きいときのみジェットが噴出する。遠心力を大きくするためには、磁力線と円盤とのなす角度を小さくしてやればよい。ガス圧の効果が無視できて、中心にある星が重力場を担っている場合には、磁力線と円盤とのなす角度が60度よりも小さくないとジェットは噴出しない。
なお、遠心力加速という言葉は、しばしば誤解を生むことがあるので注意しておこう。すなわち、遠心力加速では『遠心力』が重要なので磁気力は重要でない、という誤解である。しかし、磁力線の回転に伴う遠心力は、磁気力(j×B)力の回転(方位角)成分による回転方向への加速がそもそもの起源だから、磁気力加速にほかならない。したがって誤解を避けるために、本書では磁力線の回転に伴う遠心力にはすべて磁気遠心力という表現を用いている。』
教えてください。よろしくお願いします。

回答No.1

eatern27 · ベストアンサー

専門ではないので参考程度に。

(1)
荷電粒子の集団の抵抗がとても小さい場合、中の磁場が変化しようとしても(磁力線が動こうとしても)、誘導電流が流れてその変化を打ち消してしまうので結果的に磁場を変化させる事ができません。
そのため、磁力線と荷電粒子の集団は独立に動くことができず、一緒に動くことになります。この事を「物質が磁場に凍結している」と表現します。

(2)
針金の回転軸と針金が平行だったらビーズは飛んで行かないのは分かりますか？

(3)
要はローレンツ力の事ですね。