磁石にはどうしてN、Sの極があるの?磁力線や磁気と関係?

磁石にはN極とS極の二つの極があるね。なぜでしょうか?

棒磁石の上に紙を広げて、その上に砂鉄をパラパラとふりかけていくと、N極とS極の間に円をかくように、鉄の粉がきれいな筋の模様を描きます

さて、この砂鉄でできる模様ですが、この模様は棒磁石のN極側にもS極側にも同じようにできます。これは、目には見えませんが「磁力線」とよばれるものです。磁力線は、磁石の力がはたらいている方向をしめしているのです。この磁力線の始まるところと終わるところが、それぞれS極とN極になるというわけです。
つまり、磁石にS極とN極があるのは、この磁力線の出るところと入るところがあるからと考えられます。出るところばかりで、入るところがないのはありえません。したがって、磁石には必ず磁力線の出るところと入るところが存在し、そこがS極とN極であるというわけです。
どんな磁石にも必ずN極とS極はあります。私たちが住んでいるこの地球も、大きな磁石になっています。地球のN極は、南極の近くに、S極は北極の近くにあります。このために、方位磁針のN極は北を向き、S極は南を向くのです。

磁石の秘密

磁石と聞いて思い浮かべるのが「鉄を吸い寄せる」ことと、「南と北の方向がわかる」という2つの性質だと思います。
この「南と北の方向がわかる性質」を利用しているのが「方位磁針」です。
なぜ磁石には鉄をひきよせたり、南北の方角がわかるのか不思議ですよね?
磁石の鉄を引き寄せたり、南北がわかる性質を「磁気(磁性)」といいます。
この磁気の届く範囲を「磁場(磁界)」といって、鉄に磁石を近づけると鉄が引かれるのは鉄が磁場の中に入ったからです。

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フィルムケースの中に磁石が入っていて、鉄釘に近づけると鉄釘の束が引きよせられてぶら下がっています。
一時的に磁石の性質を持つモノを「一時磁石」、磁石の性質を長期間保つ磁石を「永久磁石」と呼びます。
ぶら下がっている鉄釘の下のほうをみると、磁石ではなく、鉄釘にくっついているように見えます。
これは鉄釘が磁場の中で一時的に磁石と同じ性質になったからです。
この現象を「磁化」と呼び、磁化されるモノのことを「磁性体」、鉄など磁石に強く引かれるモノを「強磁性体」と言います。
磁石にもうひとつ別の磁石を近づけると、磁石の向きによっては磁石同士が引き合い、引き合った方向の反対側を近づけると反発します。
つまり磁石の両端はそれぞれ違った性質をもっていて、これを「磁極」と言います。


そして北を指す磁極を「N極(正磁極)」、南を指す磁極を「S極(負磁極)」と呼び、違う磁極同士は引き合い、同じ磁極同士は反発し合う性質を持っています。
磁石の引き合う・反発し合う力が強くなり、この力のことを「磁力(磁気力)」と言って、磁力は磁極に近づくほど強く大きくなります。
磁極がなぜ南と北を指すのかというと、地球も磁気を帯びていて、それを「地磁気」と言い、地球の磁極に引かれるためS極は南に、N極は北を指すことができます。
そこから地球自体が大きな磁石だということが分ります。

地球の中心では方位磁針はどこを指す?

地球の中心=赤道の上でも南北を指します。 ケニアには北半球と南半球の境があり、 その場所で水の張ったバケツの上に方位磁針の 針を水に浮かべると北も南も指さず、その場で 回転するということを見ることができます。 昔の方位磁針は赤道に近づくと、磁針の先が 下を向いたそうですが、現在は改良され、 針が水平を保てるようになっています。
この磁石の性質を活かして開発されたのが方位磁針になりますが、方位磁針の指す方角は厳密に言えば、正しく北と南を指しているワケではなく、場所によって若干のズレがあります。
これは磁極が北を指しているのではなく、地球の地磁気の北を指しているからです。

そうなんだ、地球全体が磁石なんだ。不思議な物ですね。

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