電流と鉄粉の模様

 例えば、直線の導線に電流を流すと磁場ができますよ ね。その導線の周りに鉄粉を播いてならすと木の年輪み たいな模様が...

stomachman さんからの 回答

質問者が選んだベストアンサー

  • 2001/01/05 11:38
  • 回答No.4
  • ベストアンサー
stomachman

ベストアンサー率 57% (1014/1775)

蛇足です。
punchan_jpさんのおっしゃる通り、粉はばらばらでいるより線状に繋がった方がエネルギーが小さいんです。だからatsuotaさんのおっしゃる偶然のばらつきが増幅されて模様が形成される。
 粉が磁力線と平行な線状にかたまっている所(「粉線」と名付けましょう)があると、粉線の近くの磁力線は粉線の中を通ろうとする。従って、粉線の先端では磁場が急に収束している。急に収束する(=場所によって磁力線の密度の違いが大きい)磁場は吸引力を生じ(一様な磁場には吸引力がありません)、従って粉線の先端に粉がくっついて、ますます粉線が伸びていく訳です。一方、平行に並んだ粉線の端同士は反発して一定の間隔を作る。こうして「自発的対称性の破れ」によって形態発生が起こるんですね。
お礼コメント
hatobou

お礼率 21% (7/32)

 そういう理由だったのですか。
自分でもいろいろ理由を考えてはいたのですけれ
ど、なんかとんでもない方向へ行ってしまってわか
らなくなっていました。
 どうもありがとうございました。
 
 
投稿日時:2001/01/08 12:29
この回答にこう思った!同じようなことあった!感想や体験を書こう!
この回答にはまだコメントがありません。
あなたの思ったこと、知っていることをここにコメントしてみましょう。
関連するQ&A
  • 銅板間の引き合う力Nの求め方について 物理学

    平行な導線に同じ向きの電流が流れているとき、引き合う力Fが発生し、 F=μ・I1・I2・L / 2・pi・r で求めることができると思います。 μ:透磁率 I1,I2:それぞれの銅線に流れる電流 L:導線の長さ r:導線間の距離 質問は、導線ではなく、二枚の平行な銅板である場合のFについてです。 銅板は50mm×20mmで距離(r)は7mm、電流はそれぞれ10Aです。 Lをそのまま面積に置き換えても解けませんし、 導線と置き換えて求めても、その後の面積分の出し方がわかりません。 Fの導き方を宜しくお願いします。...

  • 半径aの空洞を持つ円柱導体の周りに発生する磁場について 物理学

    円柱全体の半径をb,中空部分の半径をaとした無限に長い円柱導体を電流がI流れていて,今円柱の中心から距離dだけ離れた点を逆向きに無限に長い導線に電流I'が流れていて,その導線が単位長さあたり受ける力を求めよという問題なのですが, F=I×Bから半径aの中空部分の中心が円柱の中心と一致する場合は,空間の対称性より∫Hdlは半径dの円を積分路に取るとI/2πdと簡単に求まるのですが,中空部分の中心がずれた円柱に同様に電流Iを流した場合,導線の受ける力は変わるのでしょうか。 つまり,距離dの円周上における磁場Hは変わるのでしょうか。 もし変化するのであればどのような形になるのでしょうか。 僕は磁場Hが等しくなる点の集まりは円にならず,導線の受ける力は変化すると思うのですが。。。よろしくお願いします。...

  • 物理の問題 物理学

    図に示すように、一辺の長さl,質量M,抵抗Rの一様な導線4個からなる正方形のコイルabcdがある。このコイルは、辺adを通る水平な固定軸(x軸)のまわりに自由に回転できるように点a,dで支えられている。 また、このコイルには起電力Eの電池の+極が点aに、-極が電流計を通して点dに抵抗のない導線で接続されている。 電池および電流計の内部抵抗、点aおよびdにおける接触抵抗は十分小さく無視できる。 また、コイルは変形しないものとし、導線の太さは無視できるものとする。 電流によって生じた磁界は無視する。 (a)点a,d間のコイルの合成抵抗は3R/4であるので、電流計に流れる電流は4E/3Rである。このうち辺ad部を流れる電流はE/Rであり、a→b→c→d部を流れる電流はE/3Rである。 (b)いま、加速度gの重力の作用のもとで静止していたコイルに、鉛直上向き(-z方向)に外部から一様な磁界をかける。 この磁界の磁束密度をBに達するまでゆっくり増加させたところ、コイルは+x方向をみて反時計回りに回転し、その面が+z方向と角度θをなして静止した。このとき、θを求める方程式はx軸のまわりの力のモーメントのつりあいの式よりtanθ=BEl/6MgRとなる。 (c)(b)の最後で考察したθ=45°の状態のもとで、コイルabcdの辺abおよびcdのそれぞれの中点eおよびfの間に、長さl,質量Mの一様で、かつまっすぐな導線を接触抵抗なしに接続したところ、コイルはθ=45°のまま静止していた。このとき点e,f間に接続した導線の抵抗は( A )である。 この問題で(A)についてですが、答えは2R/3となっています。 この答えを導くのに解答では 求める抵抗値をrとする。ef部の電流をi,ebcf部の電流をIとすると、キルヒホッフの法則より、i=2E/(2R+3r) , I=rE/R(2R+3r)となる。 x軸のまわりの力のモーメントのつりあいからBil・(l/2)cos45°+BIl・lcos45°-5Mg・(l/2)sin45°=0 B , i , Iを代入してr=2R/3としています。 ここでわからないのが、どのようにしてi=2E/(2R+3r) , I=rE/R(2R+3r)となっていますが、キルヒホッフの法則を利用しているのはわかりますが、それによってどのような式が成り立つのかがわかりません。 これらを導く計算式の過程をより詳しく教えていただきたいです。 わかる方がいらっしゃいましたら教えていただけると助かります。 よろしくお願いいたします。...

  • なぜ導線のまわりに渦状の磁場ができるのですか。 物理学

    なぜ導線のまわりに渦状の磁場ができるのですか。 電磁気学の問題で、半径aの円柱内を電流が流れているとき、その周りの磁場を求めると、 円柱外部(r>a) H=I/2πr、 円柱内部(r<a) H=Ir/2πa^2 となり、ここまではイメージ通りですが、このrotを計算すると、 外部rotH=0 内部rotH=I/πa^2 となります。 自分で調べ、アンペールの法則の微分形はその一点での状態を表すもので、 外部のrotH=0⇒その場所での電流密度は外部なのでゼロになるのは納得できるのですが、 rotHがゼロということは、渦なしの場ということになりますよね。 教科書とかでよく出てくる、直線電流のまわりにループ状の磁界ができるイメージと異なります。 rotH=0なのに、なぜ直線電流のまわりにはループ状の磁界ができるのですか?...

  • 自己インダクタンス 物理学

    2本の半径aの長い導線が間隔dで並行に置いてあり、逆向きの電流Iが流れている。この平行導線の長さlあたりの自己インダクタンスはL=(μl/π)log(b/a)であることを示せ という問題なんですが、途中計算で Φ=2×(μIl/2π)×[dr/rをaからa-dで積分] と書いてありました。なぜaからa-dで積分するのですか? 間隔はdなのだからΦ=2×(μIl/2πd)じゃないのですか?...

ページ先頭へ