磁気双極子とは ＜エネルギー・磁気・電気＞
磁気双極子は一般の双極子で、単極の対＋ｑ、－ｑを磁気単極と考えて定義される。
しかし電気双極子における単極の場合と違って、今日までのところ磁気単極の実在は認められていないので、この定義は形式的、仮想的な意味しかもたない。
現実の磁気双極子の原因には二つの場合がある。
その原因の一つは、荷電粒子の運動、すなわち電流である。
静止している荷電粒子は周囲の空間に電場をつくるが、動いている荷電粒子は電場と同時に磁場もつくることが知られている。
たとえば円流動なら、この磁場はある距離より遠方では双極子場で表されて、対応する双極子モーメントｍは電流Ｉと円の面積Ｓの積ISに比例する大きさと、円に垂直な向きとをもつ。
もう一つの原因は素粒子の磁気双極子である。
これは素粒子の静止質量と同様に素粒子の種類を特徴づける一つの属性であって、スピンとよばれる。
スピンのモーメントはh/2πを単位とする不連続な大きさしかとることができない。
その向きは実空間では定義されないが、磁場中において観測することができる。
いずれにしても磁気双極子は、その実体のあいまいさや、原因の抽象性にもかかわらず、むしろ外界との相互作用を通してはっきりと認識できる。
いずれの原因による磁気双極子でも、周囲の空間に、位置ｒで定まるポテンシャル＝mr/r3から導かれる磁場をつくる。
また磁気双極子は、外界から加えられた磁場と相互作用する。
この相互作用のエネルギーはゼーマン・エネルギーとよばれる。
しかし電気双極子における単極の場合と違って、今日までのところ磁気単極の実在は認められていないので、この定義は形式的、仮想的な意味しかもたない。
現実の磁気双極子の原因には二つの場合がある。
その原因の一つは、荷電粒子の運動、すなわち電流である。
静止している荷電粒子は周囲の空間に電場をつくるが、動いている荷電粒子は電場と同時に磁場もつくることが知られている。
たとえば円流動なら、この磁場はある距離より遠方では双極子場で表されて、対応する双極子モーメントｍは電流Ｉと円の面積Ｓの積ISに比例する大きさと、円に垂直な向きとをもつ。
もう一つの原因は素粒子の磁気双極子である。
これは素粒子の静止質量と同様に素粒子の種類を特徴づける一つの属性であって、スピンとよばれる。
スピンのモーメントはh/2πを単位とする不連続な大きさしかとることができない。
その向きは実空間では定義されないが、磁場中において観測することができる。
いずれにしても磁気双極子は、その実体のあいまいさや、原因の抽象性にもかかわらず、むしろ外界との相互作用を通してはっきりと認識できる。
いずれの原因による磁気双極子でも、周囲の空間に、位置ｒで定まるポテンシャル＝mr/r3から導かれる磁場をつくる。
また磁気双極子は、外界から加えられた磁場と相互作用する。
この相互作用のエネルギーはゼーマン・エネルギーとよばれる。
update:2010年04月09日