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第101回「棒磁石はなぜ長い?」の巻

-磁石の中の“抵抗勢力”-

磁石の大きさや形状は磁力に関係する

 目撃談によれば空中に静止したり、ジグザグ飛行したりするといわれるUFOは、“反重力”なるものを推進装置に利用しているなどと、まことしやかに説明されたりします。もちろん、これは空想にすぎませんが、反磁界(反磁場)というものが実在するのをご存じでしょうか?

 反磁界といっても、同極どうしが引き合ったり、異極どうしが吸着しあったりなど、通常の磁石とは逆の性質の磁石があるわけではありません。反磁界とは磁化された磁性体が、磁性体内部につくる磁界のことで、どのような磁石にも存在します。

 磁石はN極、S極という2つの磁極をもっており、磁束はN極から外部に出て、S極に戻ります。外部に漏れるこの磁束とは別に、磁性体内部にもN極からS極に向かう磁束があり、その向きは外部から戻ってくる磁束と逆向きになります。この逆向きの磁界を反磁界というのです。わかりやすくいえば、磁石内部の磁界の“逆風”あるいは“抵抗勢力”のようなもので、磁性体の磁化を弱める減磁力として作用します。

 鉄を吸いつける磁石の磁気パワーは、この反磁界が関係してきます。反磁界は磁石の大きさや形状によって複雑な振舞いをしますが、一般に磁極の磁界が強いほど、また磁石の磁極間の距離が短いほど、その影響は大きくなります。棒状の磁石でいうなら寸法比(長さ/直径)が小さいほど、つまり、ずんぐりむっくりしているほど、反磁界の影響が増して、磁石の磁化を減少させてしまいます。

 反磁界に打ち勝つには保磁力の高い磁石が必要です。しかし、昔は高い保磁力が望めない鉄(炭素鋼)が磁石材料となっていたため、伝統的に細くて長い棒磁石が使われました。つまり、寸法比を大きくすることで、反磁界の影響を少なくしていたわけです。



図1 磁石内部の反磁界


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