磁石を割るとＳとＮはどうなる？

質問

小学生レベルの質問ですが、

磁石を真ん中から割ると、
ＳとＮに分かれるのか？
割れた磁石がそれぞれＳとＮを持つのか？
どちらでしょうか？

また、その理由もお願いします。

回答No.6

Julius · ベストアンサー

>小学生の頃だったか、中学生の頃だったか忘れましたが、
>通電している間だけ磁石になっているという実験をした記憶がありますが、
>この事をおっしゃっているのでしょうか？

それは磁場と電流の関係を示した根本的な実験です。
電場が磁場を生み、磁場が電場を生むのです。

導線などの通電を止めてしまえば磁場は消失します。
ところが磁性体というものは、常に磁場を作り出します。
その磁性体の最小単位を突き詰めて行くと、電子ということになります。
つまり電子は絶えず自転して閉じた電流を作り出しており、
その回転軸方向にN,S局が生まれているということになります。
(正確には回転する荷電体、例えば陽子とかにも磁性がありますが、
通常の固体材料の磁性を議論する上では電子の挙動が重要となります。)

電子は二つがペア(電子対)となって磁性を打ち消しあう性質があり、
ほとんどの電子は、観測に引っかかる磁性に関わりません。
原子軌道上で一部の電子がペアを作っていないような物質で、
初めて磁性を示すチャンスが出てきます。その多くは、外部から磁場を
与えられえた間だけその磁性を打ち消す方向に不対電子が並び、
磁場を絶ってしまうと電子の自転軸がばらばらになってしまい、
磁性を失ってしまいます。

実際に永久磁石となっている物質をきっちり説明するは、
大学レベルの量子力学・電磁気学を知らないと難しいのですが、
簡単に説明すると一部の電子の自転軸の向きが、分子・結晶内で
絶えず束縛されるような状態にあるということです。
この辺の研究の重要人物として、「キュリー夫人の夫の方の」
ピエール＝キュリーの名前を覚えてあげてください。

お礼

詳細な説明をありがとうございます。
もはや、私の理解力では、ついていけなくなりました。

小３の息子に「磁石を割ったらＳとＮはどうなると思う？」
と聞いてやろうと、先に答えを仕入れておこうと思った次第です。

回答No.5

Julius

aquaxさんの述べられている日本人の研究グループの新説については全く知りませんが、
一般にはS極とN極は分離できないものと考えられています。

原子はプラスの電荷を持つ原子核とマイナスの電荷を持つ電子からなりますが、
個々の電子がスピンと呼ばれる自転運動をすることにより、自転軸方向にN極とS極が
発生する(分極する)と考えられます。
多くの物質では、二つの電子が同じ原子軌道に入ることで磁性を打ち消しあって
仕舞いますが、不対電子対を持つ物質の場合、外から磁場が与えられた時に、
自転軸を揃える(スピンの向きを揃える)力がうまく働けば磁石となります。

永久磁石というのは、個々の原子の不対電子対のスピンの向きが常にある程度
揃っている状態です。

お礼

高度な説明をいただき、ありがとうございました。

>自転軸を揃える(スピンの向きを揃える)力がうまく働けば磁石となります

小学生の頃だったか、中学生の頃だったか忘れましたが、通電している間だけ磁石になっているという実験をした記憶がありますが、
この事をおっしゃっているのでしょうか？

回答No.4

aquax

磁石を割ると、割れた磁石がそれぞれＳとＮを持ちます。
磁石はＳとＮの小さな集合の集まりだからと理解されていますし、
ＳとＮはいつもペアで、分解できないと考えられています。

では『その理由は？』というのはかなり高度な質問です。
電気が＋と－に分けられるのに、なぜ磁石がＳとＮに分けられないのかは、
いまだによく分かっていないことが沢山あるからです。
磁石をＳとＮに分けられないことが証明されたというよりも、
現在でもＳとＮに分けられる証明ができていないので、
ＳとＮに分けられないと考えられているだけのことなのですね。

『ＳとＮに分けられないか？』と研究している学者も多くいます
昨年(平成15年)に、日本の研究グループが新説を発表し話題になりました
ただ、残念なことに、わたしたちの住んでいる実空間での話ではなく、
量子空間というずっと微小な世界の話だということです。

お礼

ＳとＮに分けられたら、何か産業に役立ちそうですね。
ありがとうございました。

回答No.3

fine_day

磁石を割ると、それぞれのかけらがまたＳ極・Ｎ極をもった磁石になります。
磁石が磁性を持つのは、極をもった物質が規則正しく並んでいるためです。

　→→→
　→→→　向きが揃っていると磁石になる
　→→→

　↓←↑
　←→↓　そろっていないと磁石にならない
　↓↑→

ですから、磁石を途中で折っても磁性を持ったまま…つまり磁石のままになります。
わかりにくいとは思いますが、下図を見比べてみてください。

　Ｎ→→→→→→Ｓ

　Ｎ→→→Ｓ　Ｎ→→→Ｓ

お礼

詳しい説明をありがとうございました。

極が規則正しく並んだ石だけが磁石になるのですね。
参考になりました。

回答No.2

rmz100

確か、「割れた磁石がそれぞれＳとＮを持つ」の方です。
理由は詳しい方にお任せします。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

SGstandard

それぞれＳとＮになります。

お礼

ありがとうございました。