棒磁石を割ったらN極とS極はどうなるのか

公開日: : 最終更新日:2017/08/17 雑学

棒磁石を二つに割ったら、N極とS極はどうなるのだろう。もとの棒磁石は、真ん中はN極でもS極でもなかったのだから、二つに割れば、やはりN極だけの磁石とS極だけの磁石ができるのだろうか?考えてみると、N極だけの磁石、S極だけの磁石が作られることはない。電磁気学では、N極だけとかS極だけといった単磁極の磁石は存在しないとされている。

ではいったいどうなるかというと、N極のある側は切り口がS極、S極のある側は切り口がN極になって、N極とS極をもつ磁石が二つできる。棒磁石に限らず、どんな磁石でも磁極は必ずN極とS極がぺアになっている。電気の場合なら、プラスの電荷だけとか、マイナスの電荷だけを取りだすことができるが、磁極の場合は、N極だけとかS極だけを取り出すことはできない。N極とS極は、完全に切り離すことはできないのである。

磁石のN極とS極はなぜ引き合うの?

磁石のN極とS極が引き合うのは電磁力です。電磁力の+と-が引き合い、+どうし、-どうしが反発するのは、エネルギーの低い、より安定した状態になりたい為です。

磁力線には、磁力線同士が交わらない、磁力線は短くなろうとする(ゴムのような感じ)といった性質があります。

どちらかの極がどちらかの極にくっつきにいくのではなく、お互いにくっつきにいきます。N極とS極は「互いに同じ力で」引き合います。

磁気発生の原因は、電子自身が持つ効果『スピン角運動量』が磁力を生み出しているとみられています。

アイスパックの物質

わたしたちがお世話になっているのは、化学反応による発熱だけではない。逆に周囲から熱を吸収する吸熱反応というものもある。典型的な吸熱反応を示す例としては、水酸化バリウムの粉末と塩化アンモニウムの粉末を入れて混ぜ合わせることがあげられる。これを実行すると強烈なアンモニアのにおいがしてきて、これらの物質は容器のなかでドロドロの液体になっている。そしてこのとき容器を触ると、非常に冷たくなっているのである。

これは吸熱反応が起こったためである。もちろんこれには化学的な理由がある。イオン、原子、分子など、物質をつくっている非常に小さな粒子が分離するときには温度が下がるのだ。引き合っていたものを無理に引き離すのにはエネルギーが必要だが、その消費した熱量は他からもらえないので、自分の温度を下げることで物理量を維持するのである。

塩類は水に溶けるとき熱を吸収するものが多いが、その中でも硝酸アンモニウムは二七・二度、硝酸ナトリウムは一八・五度も温度が下がる。だから、この溶解熱を利用して家でアイスをつくるときには食塩と氷を混ぜて冷やすとよい。ちなみに、叩くと冷える冷凍パックには、硝酸アンモニウムと水が別々に入っている。なお、水酸化ナトリウムの場合は水に溶かすと温かくなる。温度が上がるということは、それ以上に水のなかで新しい結合がうまれたということだ。水酸化ナトリウムは水に溶けると粒子が離反するが、その後に新しく水の分子と結合するのだ。

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