電流と磁力

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上図のように電流が生じると、その周りに磁界が発生します。

そして、その電流は、電子の流れによって引き起こされると、中学校のときに習いました。

下の画像のような実験を中学の先生に見せてもらい、その美しさに感動したことを思い出します。

諸国民の理科 真空放電(4)~陰極線~

上の画像は、電子クルックス管の中の羽根車にぶつかると、その羽根車が回転しながら電子が放出される極とは反対側に移動することを観察する実験装置です。

この現象から、電子には、質量がある証拠だと習いました。
(上記画像を提供していただいているページでは、羽根車が回転して移動する現象を説明する別の説も紹介されています。)

以下、妄想です。

なぜ、電流電子の移動)によって、磁界が発生するのかを妄想してみました。

とりあえず、直流電流をイメージしています。
永久磁石など、関連しそうなことは、別途妄想します。)

上図は、金属でできた導線をイメージ化したものです。

赤い点原子核と呼ばれている領域、その周りの青い点線で囲まれた内側が電子軌道電子雲、電子が存在すると呼ばれている領域)です。

金属の中では、

  • 電子は、自分がもともと属していた原子核に縛られることなく、金属内を自由に動き回ることができる状態である(自由電子

と習ったと記憶しています。

この両極に、電圧をかけると、電子マイナス極からプラス極へ移動し、それに伴い電流が生じます。(このとき、便宜的に、電流が逆向きに流れると仮想することで、昔からの物理的な理解を継承できるようにしたと理解しています。)

こう考えると、私には、電流が流れると磁界が発生する理由が理解できなくなります。

しかし、次のように考えてみると、ちょっと面白いです。

  • 金属結合において、自由電子というものは存在しない
  • あくまでも、隣り合う原子核間で、電子と呼んでいる空間振動」(以降、電子空間と呼ぶことにします)の共有がなされている

と考えてみます。

そして、その両端に電池などを用いて電圧をかけると・・・

  1. 電池プラス極側では、電子空間の欠損が発生し、マイナス極側では、電子空間が創出される。
  2. 電子空間欠損した状態は非常に不安定であるため、マイナス極側で創出された電子空間が即補充され、安定状態を取り戻そうとする。
  3. その結果、電子の流れ電流)が発生する。
  4. 逆に、この電子空間欠損した状態は非常に不安定なため、その補充が約束されない状態では、発生しない(絶縁状態?)

簡単に書くと、下図のように、

  • 電子空間隣接する原子核支配下共鳴から解放され、移動すると考えられないか


ということです。

金属全体として保たれている空間のバランスが崩すると、バランスを取り戻そうとする力が働き、「電子空間」が、「原子核と電子空間が形成する空間」の中を移動します。

このとき、各原子がつくる空間をまたいで移動するために、そこに衝撃波が発生すると考えることができます。

その様子をイメージにしたのが下図です。(赤い点は、電子ではなく電子空間です。)

こう考えると、電磁波は、音波に似た性質も持っていそうな気がします。

たまに、「ガードレールからラジオの音が聞こえる」なんてことを聞きます。

これは、「ガードレールが電波を受信して・・・・」と理解していましたが、もしかしたら、音波的な現象なのかも!?

地球よりもかなり離れた宇宙空間で、電極を設置し、そこで放電させたとき磁界が発生するのかが非常に気になります。

磁界が発生しないのであれば、磁界は閉じた空間による現象、発生するのであれば、閉じた空間開いた空間に関わる現象だということになります。(個人的には、宇宙空間完全なる真空)では、磁界が生じないほうが面白い感じがするのですが・・・)

あと、調べないといけないけど調べていないことなのですが・・・

電解質を介して電流を流すときの磁界です。

外部の磁界の影響をうけることは、ネットで調べると色々と出てくるのですが、

  • 電解質から磁気が生じるかどうか

という情報をなかなか見つけることが出来ません・・・。

想像では、水流などの流れは発生しても、磁界は生じないような気がするのですが、実際はどうなのでしょう?

息抜きに、衝撃波に関連する動画を紹介しておきます。

次図は、クルックス管のイメージです。(黄色い丸電子赤い丸原子核、その周りの青い点線の円電子雲のイメージです。)

クルックス管によって、私は、中学校の時に、電子質量を持つ粒子であると学びました。

これを、このページで説明してきた要素を取り入れて考えなおしてみると、ちょっと面白い妄想へとつながります。

  • 金属の中で存在していた電子空間が、原子からとび出すと物質化(我々が物質と認識しやすい空間に変形)し、原子に戻ると、再び、空間化するのではないか!?

ポアンカレ予想の証明のために証明した幾何化予想リッチフロー方程式を使えば、このあたりのことを説明できるのかも!?」なんて、妄想しています。(ポアンカレ予想リッチフロー方程式のことなど、全くわからないのに書いています(汗))

ざっとですが、インターネットで調べてみると、電波を発生させる原理と、電流によって磁力の生じる原理は同じようでした。

コイルというものがあります。

これに、電流を流すと磁界が生じます。(鉄心が必要だったかな??)

その磁界は、簡単に書くと下図のような感じです。


つまり、

  • 開いた電磁波電波
  • 閉じた電磁波磁力

ということになるのかもしれません。

開いた空間 と 閉じた空間  、 開いた電磁波 と 閉じた電磁波

このように言葉を並べると、関係がありそうに思えてきます。(余談ですが、もしかしたら、にも閉じた状態があるのかもしれないなんて想像もできます。)

ちなみに、コイルの中に磁石を入れただけでは電流は発生しません。

磁石抜き差しする動きを繰り返すと電流が発生します。

これは、磁石がつくる閉じた磁界は、波動ではあるものの、定常波となっているため、導線の金属中の電子空間を違う領域に移動させるような衝撃波として働くことはないかもしれません。

(しかし、もし、その電子空間の動きを肉眼で見ることができたとしたら、磁力線垂直な方向に激しく振動しているのかもしれないと想像したりもします。)

 

磁気って、本当に真空を伝わるの?

真空は空間が閉じていないので、磁場も閉じない?? –> 電磁波になる??

電解質の含まれる水溶液電気が流れる現象について、磁界が生じるのかという疑問(知らないだけの話なのだが・・・)が残っている件、

地磁気マグマ対流が原因で生じているとすると、電解質でも磁界は発生するような気がするなぁ・・・。

  • 地磁気は、太陽風地球の大気自転)との関係生じている

なんてことはないのかな・・・??


下図を見ると、そう見えないことも無い。


日本惑星協会

  • 「月磁界ない」のは、マントルの対流ないから?
  • それとも、大気ないから



【参考】

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