- 締切済み
磁気モーメントの物理的意味
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
- sanori
- ベストアンサー率48% (5664/11798)
こんばんは。 まず、ちょっとだけ脱線しますが、 マクスウェル方程式４本のうちの２本、 ∇・Ｄ→ ＝ ρ ・・・電場の源（単独のプラス電荷、単独のマイナス電荷）はある。 ∇・Ｂ→ ＝ ０ ・・・磁場の源（単独のＮ極、単独のＳ極）はない。 単独のＮ極、単独のＳ極のことは、仮に「磁気単極子（モノポール）」と呼ばれていて、 宇宙論に関連して、実は存在するとか、存在しないとか、現在でも、ことあるごとに議論されています。 しかしながら、古典電磁気学（＝マクスウェル方程式）では、磁気単極子はないものとして方程式が立てられています。 さて、 磁気単極子がないということは、磁場が存在するためには、Ｎ極とＳ極のペアが存在しなくてはいけません。 しかし、Ｎ極とＳ極の距離がゼロであるとすれば、Ｎ極による磁場とＳ極による磁場は完全に相殺してゼロとなります。 つまり、Ｎ極もＳ極もないのと同じです。 ですから、磁場が存在するためには、Ｎ極とＳ極との間に距離 ｄ→ が必要です。 ｄ→ に磁極（Ｎ、Ｓ）の強さＱをかけたものが ｍ→ です。 Ｑが大きいほど磁場が強くなるのは、当たり前ですよね。 そして、ｄ→ の大きさが大きいほど、磁極の近辺でも、磁気双極子からある程度離れたところでも、磁場の強さが大きくなります。 これは、鉄亜鈴の腕の長さが長いほど、遠くから見たときでも腕の長さが長く見えやすいことと同じです。長いほど、鉄亜鈴の両端の２つの鉄球が別々のものに見えます。（＝ＮとＳが別々に見えます。） ですから、物理的意味としては、 「磁気双極子によって発生される磁場は、磁気双極子の長さが長いほど強くなる。 磁気双極子の長さがゼロであれば、磁場を発生できなくなる。」 ということになります。 それを踏まえて、下記の記事もご参考にどうぞ。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%B0%97%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3%E3%83%88 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81%E6%B0%97%E5%8F%8C%E6%A5%B5%E5%AD%90 （磁気モーメントは、「磁気双極子モーメント」を真空の透磁率μ0 で割っただけのものです。） 以上、ご参考になりましたら。
関連するQ&A
- 光子は磁気モーメントを持つか？
ある試験の問題 磁気モーメントを持たないのが光子である。○か×か？ という問題がありました。 磁気モーメントの意味を理解できていないので悩んだのですが，結局×にしました。 どうでしょうか？ よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 原子核、中性子の磁気モーメントについて
もう随分古い教科書ですが、 『新物理シリーズ7 磁性 金森順次郎 培風館』 を使って磁性について勉強しています。 自分の知識の無さもあり、文脈の解釈ができずに困っています。 －以下抜粋（ちなみに10ページ）－ 原子核のスピンをhI→として、原子核の磁気モーメントμ→は、 μ→＝gNμNI→ で与えられる。（μNは核磁子） ・・・（中略）・・・ 中性子はスピン（1/2）hを持ち、電気的に中性ではあるが、 μ＝-1.9131μN という値の磁気モーメントを持っている。 ただしこのμはスピンI→のz成分Iz＝1/2の状態でのz方向の磁気モーメントである。 －抜粋終了－ hというのは、全てhバーのことです。 矢印→は、ベクトルです。（例えばI→はIのベクトル） Nというのは、核という意味の添え字です。 ここで問題が生じたのですが、『ただしこのμはスピンI→のz成分Iz＝1/2の状態でのz方向の磁気モーメントである。』という一文が理解できません。 原子核のスピン磁気モーメントのz成分Izが1/2となるような状態においては、中性子のスピン磁気モーメントはz方向を向いて、その値がμ＝-1.9131μNとなる、ということなのでしょうか？ とすると、Izが1/2でないときは、中性子のスピン磁気モーメントはμ=-1.9131μNではなくなるのでしょうか？ この本を読んでいない方でも、どなたかこの文章を上手く説明して頂けないでしょうか。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 磁気双極子の計算で困っています。
磁気モーメントm＝qd、双極子からr[m]離れた点で、上側のL1を求めたいのですが、 L1＝{r^2 + (d^（2）/2)^2 - rd・cosθ } ｒ》dのため L1≒r｛1 - (d/r)・cosθ｝^1/2 ≒ｒ｛1-(d/2r)・cosθ｝＝r-（ｄ/2)・cosθ 分からないのは、3行目の1/2乗（√）が外れて分母に2が掛けられる理由が分かりません。分かる方は教えてください。よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 核磁気モーメントの単位で[nm]ってありますか？
溝口正先生の物性物理学で核磁気モーメントの単位がnmとなっていました。これってナノメートルでいいのでしょうか？磁気モーメントが長さで表されるなんて不思議な気がします。おそらく何かで規格化していると思うのですが、それが何なのか分かりません。教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- MnZnフェライトの磁気モーメントについて
MnZnフェライトはMnとZnの割合によって、磁気モーメントが変化するという事を授業でやりました。Mnフェライトの磁気モーメントが5、Znフェライトの磁気モーメントは0になるという事は分かりました。 MnとZnの割合を変えていくと磁気モーメントも変化して、Zn＝0.4、Mn＝0.6の割合のときに最大になるとやりましたが、Znが0.5や0.6のほうが磁気モーメントが大きくなると思うのですが、なぜ小さくなるのでしょうか？ アドバイスお願いします。
- 締切済み
- 化学
- 遷移モーメント許容とは
いま、群論について独学で勉強しているのですが どうしても意味が理解出来ないところがあります。それは遷移モーメント許容についてです。 <f|μ|i>が0かどうかみるということと 積px q py (q=x, y) が0かどうかをみるということは同じことですよね？ 最初と最後の波動関数の重ね合わせの強さをみるということは遷移の強さをみるということと同じであるということは何となく分かるのですが 対照表で積px q py をみるというようなことが 何を意味しているのかがさっぱり分かりません。 そもそも遷移モーメント許容とは電気双極子モーメントが遷移可能であるということは分かるのですが 具体的に何を意味する事柄なのでしょうか？ いろいろな本を読んだのですが やっぱり難しくて理解しきれません。 どなたか詳しい解説をお願い致します。
- ベストアンサー
- 化学
- アイソスピンと磁気モーメント
今、学校のレポートを書いています。そこで磁気モーメントについて分からないことに出くわしました。 一般に、粒子の磁気モーメントはCGS表記で g*e*h*J/(2*pi*m*c) と表されるようですが。はたしてgの値はアイソスピンの場合常に一定なのでしょうか？また同じ原子核でも基底状態と励起状態でｇの値が違ったりするのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 磁気モーメントの計算方法で
電磁気学の本を色々読んでいるのですが、コイルが発生する 磁気モーメントを求める解法や例が少なく、自分の計算結果 が信頼できず困っています。（趣味の範囲なのですが、、） ○長方形（短辺a、長辺b）の100回巻きのループコイル （AMアンテナみたいなもの）の場合 ●円形（半径z）の100回巻きのループコイル （出来上がりの形はリング状で、輪投げの輪のような形状）の場合 を想定しています。少し抽象的なイメージかもしれませんが、どちらの場合も、コイルの厚さは等しくしようと考えています。 **空気中の透磁率をμ（）、コイルの巻き数をｎ〔回〕、電流をI〔A〕、コイルの面積をSとした場合、磁気モーメントはM＝μｎISと表せる** という式をメモしていたので、面積Sは 長方形ならばa×b 円形ならば2πz を面積Sとして扱うと解釈しています。 がしかし、 **どのような形状のループコイルでも、巻き数が同じならば磁気モーメントは同じ** という事も同時にメモしていたのです！ これに引っかかってしまいました。 これが、もしやある意味磁気モーメントの定義なのでしょうか。 『ワイヤーの巻き数が同じコイルならば、見た目の大小や形は磁気モーメントの大きさに関係ない』と・・？？ 巻くエナメル線の太さについても、関連性が疑わしいです。 巻く線の太さは、発生するパワーに関係ないという私の常識も間違っている気がしてきました。 作って試した方が早いのだと思いますが、あいにく目や体感といった あいまいな確認方法しかなくて。 正直なところ、計算の仕方が合っているのかだけが分かれば良いのですが、物理の楽しさというのが趣味を通して最近感じるのでできれば定義にも触れていただけると嬉しい限りです。
- 締切済み
- 物理学
- 軌道角運動量と磁気モーメント
本に、 「軌道角運動量Lにもとずく磁気モーメントμは μ＝q/(2m)*L です。」 と書いてありました。これは自明なことなのでしょうか?? 古典的にはなんとなくわかるんですが、量子的な説明がよくわかりません。教えてください。
- 締切済み
- 物理学
