地磁気の計測

質問

間隔Dの二本の並行導線に、同じ向きに電流Iを流すと、ローレンツ力により、導線は力を受け、引き付けられる方向に動こうとします。
この力をF1とします。次に、電流の向きを逆にします。すると、同じように力が働きます。この力をF2とします。
実際に計測してみると、F1≠F2でした。
D、I、F1、F2を用いて地磁気による磁場を推定することは可能でしょうか？
なお、並行導線は地球の磁力線に対して垂直に置かれているものとします。
どなたかお願いします。

回答No.2

foobar · ベストアンサー

「引きつけられる力」というのをどういう具合に測定したかに依存するかと思います。
例えば、地磁気と電流の相互作用による力Fm、電流の相互作用による力Fiとすると、（とりあえず、右向きを正にして）
左側の導体には Fm+Fi、右の導体にはFm-Fiという具合にFmとFiで一部向きが異なります。
ここで、Fmの影響が出ない(相殺される)測定方法（例えば、二本の導体を並行にしてつるし、導体間隔の変化を観測する（でいいのかな））だと、電流の向きを変えたときの測定値の差は（F1-F2）は地磁気とは無関係になります。
Fmの影響が残る測定方法（例えば、導体1を固定し、他方の導体をつるして位置の変化を読む）なら、F1-F2が2Fm(でいいのかな)に対応した値になるかと思います。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.1

A-Tanaka

こんばんは。
十分可能です。
恐るべきことに、ビオ・サバールの法則の発見と同じ実験をしようとしていますね。

問題は、F1とF2がベクトルとして違うものなのか？スカラー量として違うものなのか？という点であると思います

本質問に関しては、ベクトル量なのか？それとも、スカラー量なのか？という点で、確かに問題はあります。

しかしながら、F1≠F2という点からすれば、非常に科学的質問であると思って答えを返しています。

科学的とは、その向きについても、しっかり知ることによって、理解可能であると信じているからです。

補足

素早い回答ありがとうございます。
F1、F2のベクトルの向きは同じで、導線同士が引き合う方向です。
ここでは、ベクトルのノルムが違うことを言っています。
わかりにくくて失礼しました。
導線の長さは２本ともlとしてください。
具体的な式を教えていただけると嬉しいです。