3. 静磁場の世界
   1. 定常電流
   2. ローレンツ力
   3. ビオ＝サバールの法則

今日から，静磁場の話になります．この講義では，磁場は電流によって生じるという立場をとります．そのために，電流とは何かを表しておく必要があります．あまり詳しい説明はせずに，電流の定義と電荷の対象としての電流要素なるものを説明しておきました．電荷を動かさないと電流にはならないので，動的な状態になっているのですが，流れは定常的であることに限定して，出入りが一定の条件の元で生じる磁場の状況を考えます．動的なのに，静磁場と呼ぶのはこの意味です．

次に，何らかの理由で磁場がある状況に，動いている電荷が飛んで来たときに，その電荷がうける力として，ローレンツ力を導入する．中学校のときに何とかの右手の法則といっていたあれである．講義の最初の時に説明したような気がするが，これが電磁気力の基本な力であり，それに電場と磁場の法則が決まれば電磁気を全て語れることになる．ローレンツ力の形を見ながら，磁場の単位を見ておく．

動いている電荷すなわち電流が磁場を作る法則は，ビオ＝サバールの法則である．これは，静電場の時のクーロンの法則に対応するものである．そう思うと，いくつかの相違が静電場と静磁場の間に存在することがわかる．今までに，出てきたところをパパーと眺めてみる．直線電流が作る磁場をクーロンの法則を積分して求めたように，ここでも積分して求めてみる．結果は右ねじを回す方向，直線電流からの距離に逆比例した大きさの磁場ができることがわかる．どちらの方向に磁場ができるのかは，ちょっと面倒ですが，ビオ．．に全て書かれているので，ゆっくり考えてみて欲しい．(力学の時にコリオリ力ってやったね．そのときもどっちむいているのか悩んだ記憶がある．) 次回は，ガウスの法則に対応する静磁場の法則から入って来たい．

先週の宿題の解答とレポート問題(PDF:75KB)を配る．

次回が年明けになり，また第１回目を休講にするので，次回までに一ヶ月以上あいてしまいます．そこで，レポート問題を出しました．切角の冬休みにレポートを出すことはないという気が一杯したのですが．．．

レポートを出しました．

そのマークは?

ベクトルの向きを黒板や紙面に垂直の場合に表す記号です．

ビオ＝サバールの法則で決まる磁場の向きは?

というか，ベクトル積の向きですね．A×Bは右手のAを親指，Bをひとさし指，そして， 中指の方向です．

なんで，最後の積分はマイナスが要らないか?

絶対値が知りたいから．方向は，ベクトル積の考察からすでに求まっている ので，ここの負号は完全に関係ない．

• 上に書いていたが，なんだか雑談っぽくなってきたので，引越しする．
  まだ，他にも静電場でやったが，静磁場でやっていないことは沢山ある．それを一つずつ埋めて行けばよい気がする．その類推という発想自体は大して芸がない．類推という作業は，我々の日常にはよく行われる．未知の問題に遭遇したときには重要な解決手段だろうし，自分にとっての未知の問題を解きほぐす操作は何かの他の既知の事実との類推をとることかもしれない．でも，真の発見とか発明は，いかなる既知の事実からの類推が効かない，その外側にあるのだと思う． それぞれの法則が発見されたときに行われていたのは何らかの類推とはとても思えない， 今あるような体系はマクスウェル以降であろうから．現代にいる我々としては，そこに思いは馳せつつも，綺麗にまとまっている電磁気を綺麗だと堪能してみるのもよしかな．真の発見への入口を目指して．．．
• 今日のアンケートは，プリントのサイズであった．今日配ったのはいきなりB4に変更したので，申し訳なかった．あまりにも思慮の無い対応であったと反省している．アンケートの結果はA4の人が多いものの，無視できない数のB4派がいました．さて，どうするかなー．
• 今日のコメント

  1.多国語のあいさつ．

  ありがとう!ちょっと感動．

  2. 質問しないと大切なことを言わないのはなぜですか?さいしょから言って下さい．

  矢印のマークのことかなー．そうだとしたら，「なぜか」は簡単です．それは共有している情報だと私が思ってしまっているからです．こちらの勝手読みなのでいけないのです．できるだけ注意はしているのですが，どこまでが共有しているのかは自明なことではありません．わからないことが出てきたら，是非止めて質問して下さい．

  3. レポート冬休み前に帰ってこないと冬休み中に復習できません．

  すみません．できるだけ早く返します．レポート以外の復習していてください．

  4.過去問配って下さい．

  役に立つかなー．PDF

  5. もっとゆっくりが良いです．

  6. 今まで通りゆっくり進めて下さい．

  逆はないのか．もっと先が知りたいとか．．．知的好奇心は刺激されていないということか．．．

  7. この前流星群見ました．

  えーー，みてないです．最近，空を見上げる余裕もないか．．．

• 今年のクリスマスはなんだかやけに盛り上がっていないような気がする．テレビもラジオもクリスマスソングで一杯ということが全く無い．うるさいと思うことが無いので結構なんだが，一方で本当に景気が悪いのでは不安になってしまう．その昔，聖武天皇(だったかな?絶対違う気がする)は，高台に登っては村の家屋からこもれ出る煙を眺めていたそうだ．村の人々が食に困っていないかどうかはその登りを見ればわかるということだ．景気が悪いと言われていても，クリスマスと言えば○○で無○○な日本人はブランド物を買い求めていたものだが，それすらも無くなってしまうとは本当に食う飯が無いのではと心配になる(って，私が心配することではないか)．
  それではよいお年を．