磁性と電磁気の違い

主な違い–磁性と電磁気

磁性と電磁気学は物理学の基本的な概念です。 NS 主な違い 磁性と電磁気の間の用語は 「磁性」には磁力による現象のみが含まれます、一方 「電磁気学」には、磁力と電気力の両方に起因する現象が含まれます。実際、電気力と磁力は両方とも単一の兆候です 電磁力.

磁性とは

磁性は、磁場に起因する可能性のある現象を説明するために使用される用語です。磁石は、他の磁石や磁性材料に力を及ぼす可能性があります。 NS 磁場磁石/磁性材料が力を受ける領域として説明されています。磁石は持っています ポール、「北極」および「南極」と名付けられました。同様の極（南北または南南）は反発し、異なる極（南北）は引き付けます。磁極が単独で観測されたことはありません（北極には常に南極が伴います）。

磁性は、として知られている電子の特性から来ています スピン （ここで、これは物理的に回転する電子を指すのではなく、古典物理学でオブジェクトがどのように「回転する」かを説明するために使用される数学と同様の数学を使用して説明できる電子の特性があることを述べることが重要です）。スピンは電子にと呼ばれる特性を与えます 磁気モーメント。通常、近くの電子の磁気モーメントは反対方向にあるため、互いに打ち消し合います。

ただし、磁化された材料では、電子の磁気モーメントが整列します。組み合わされた磁気モーメントは、磁化された材料が他の磁性材料に力を及ぼすことを可能にするものです。磁場の中に材料を置くと、外部磁場によって材料の原子内の電子の磁気モーメントが整列し、材料が磁化される可能性があります。材料が磁化される程度は、材料の種類と外部磁場の強さの両方に依存します。一部の材料は、外部磁場が除去されても磁気モーメントの整列を保持し、永久磁石になります。

電磁気学とは

電磁気学は、電気力または磁力に起因する可能性のある現象を説明する用語です。電界と磁界は相互に関連しており、以下で説明するように、それらは1つの電磁力の側面と見なすことができます。

1820年代以前、科学者たちはさまざまな実験を通じて電気と磁気の特性について知っていました。 1820年、ハンスクリスチャンオルステド（デンマークの物理学者）は、電流が流れる導体にコンパスを近づけると、コンパスの針が曲がることを観察しました（コンパスが正しい方向に保たれている場合）。これは、電気と磁気の間に関連があるという最初の決定的な手がかりでした。電流を運ぶ導体が磁場を生成するという事実は非常に便利です。たとえば、コイル状のワイヤーに電流を流すだけで電磁石を作ることができます。

導体の周りに電流を流すことによって作られた電磁石。

オーステッドの発見に続いて、他の多くの科学者も電気と磁気の関係を詳しく調べ始めました。 2本の通電導体を近づけておくと、互いに力がかかることがわかりました。すぐに、フランスの物理学者アンドレ・アンペアは、2つのそのような導体間の引力をそれらが運ぶ電流の大きさの観点から説明する方程式を思いつきました。

1830年代に、英国の物理学者Michael Faradayは、導体が変化する磁場に保たれている場合、磁場が変化している間に電流が導体に流れ始めることを発見しました。彼はこれを2つの方法で示しました。最初に、永久磁石がコイル状の導体内で前後に移動すると、導体に電流が流れ始めることを示しました。第二に、彼は、電流を流していない導体を電流を流している別の導体の近くに保つと、他の導体の電流を変えることによって、最初の導体に電流を流すことができることを示しました。 1860年代、ジェームズクラークマクスウェルはアンペアとファラデーのアイデアを組み合わせ、それらをすべて数学的な形で表現し、電気と磁気の両方がより一般的な根本的な現象の側面であることを示しました。アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論により、ある観測者が電場として体験したものが、実際には別の観測者が磁場として体験できることを示すことが可能になりました。

話はそこで終わりませんでした。1970年代に、理論物理学者のシェルドングラショー、アブドゥッサラーム、スティーブンワインバーグは、高エネルギーでは、電磁力が弱い核力と同じように振る舞うことを示しました。彼らの発見は後に実験によって確認され、物理学の新しい統一をもたらしました：電磁力と弱い力が単一に結合されました 電弱力。この電弱力を他の2つの基本的な力、つまり強い核力と重力と組み合わせることが、物理学における最大の課題であり続けています。