東京磁石工業・コンパス豆知識
コンパスの原理 方位磁石は小さく薄い鉄片に着磁したものと、フェライト磁石という非常に強い焼結金属の固まりに着磁したものとの ２通りが一般的です。 方位磁石の原理は、地球の地磁気により起こる磁力に反応して、磁化された鉄片が地球の南北を指すものです。 磁石はＮとＳは引き合い、ＮとＮ、ＳとＳは互いに反発します。 従って実際はコンパスのＳ極が、地球のＮ極と引き合い、コンパスのＮ極が地球のＳ極と引き合っています。 そして北を指す方をＮと命名して、赤や青の色を塗り目印としているのです。 それでは地球自身の磁石はどうなっているかというと、右図のように地球に１本の大きい棒磁石が埋め込まれていると 考えます。 そしてその棒磁石は北極側がＳ極になっていて、南極側がＮ極になっています。 これは地球が自転していて、内部にあるどろどろに溶けた鉄やニッケルも回転しそれが原因となって電気が起きます。
地学の学び方
方位磁石のN極が北を向くことは誰だって知っています。そして磁石はN極とS極が引きつけあうことも誰もがまた知っているはずです。しかし、「じゃぁ、磁北極は何極？」と聞かれると、一瞬迷ってしまう人が多いと思います。 もちろん答えは「S極」。方位磁石のN極が北を向くわけですから、磁北極はS極でなければ、N極と引きつけ合いません。 図1 地磁気の概念図 磁力線はN極から出て、S極に向かう。 赤道付近では磁力線は地面と平行だが、 北極付近では磁力線は、ほぼ真下を向いている。 北磁極の地下には棒磁石のS極が埋まっていると考えると わかりやすい。実際は液体の核が流動することで 電流が発生し、地場が生まれている。
磁石の北と地磁気極と磁極
図1 国際標準地球磁場 (IGRF-13)による、 2020年の京都 (北緯35.0度、東経135.8度) での磁石の針の水平面内の向き (偏角) と地磁気極と磁極の方向 (左) 及び伏角 (下)。 EWSNはそれぞれ地理的な東西南北の方向を示している。 なお、地磁気のほとんどは主磁場と呼ばれる、 主に地球中心核内でのダイナモ作用に起因する磁場であり、 通常、磁石の針の向きの議論は主磁場のみを対象にしているが、 地磁気には主磁場以外に強度的には通常1％以下であるものの、 主に電離層など地球外部を流れる電流によって作られる、 おおむね1秒から1ヶ月程度で変化する変化磁場と呼ばれる成分があり、 磁石の針の向きにも微妙に影響する。 例えば日本付近で、磁北は大きな磁気嵐の際には0.3度以上変化することがあり、 地磁気的に静かな日 (地磁気静穏日) でも静穏日日変化によって朝は東に、 昼下がりには西
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