磁石の性質は電気現象と密接に関わりがあります。なぜなら電気の発電にも磁石の性質が利用されているからです。
磁石はそもそもなぜ引き合ったり、反発したりするのでしょうか？今回は磁石の性質について簡単にお話します。
磁石はなぜ磁力があるのか？
よく冷蔵庫に磁石をぺたぺた貼ったりしますよね？私の実家ではびっしりと貼ってあります。
こんなただの石がなぜ金属にくっつくのか不思議に思っていました。
結論を先に言うと磁石がくっつく理由は電子の軌道運動とスピン（自転）が原因になっています。
なんだそりゃ、と感じると思うので一つ一つ説明していきます。
まず、全ての物質は原子という目に見えないほどの小さな粒でできています。
そして原子の周りには電子という−の電気を持った粒子が原子の周りをクルクルと周っています。
物質によっても変わりますが、原子は大抵複数の電子を持っています。
電子の移動＝電流です。つまり、原子の周りを軌道運動したり、スピンすることで微弱な電流が普段から流れています。
↓↓電子と電流の関係について知りたい方はこちらの記事を参考にして下さい↓↓
【３分で分かる！】電圧と電流とは？
中学の理科で習いますが、金属に電流が流れると、アンペアの右ねじの法則により、金属の周囲に磁力が発生します。
そして、この磁力が働く空間を磁界といいます。右手の親指の向きを電流の向きとした時、他の指の向きが磁界の向きとなります。
普段から微弱な電流が流れているため、磁界も発生している訳なのですが、複数の電子の運動はそれぞれ向きがバラバラのため、運動で発生する互いの磁界は打ち消し合い、全体としては０となります。
「私は生まれつき、指の先に磁力があるんだ」なんて人は多分いないと思います。
この様な電子の運動で磁界が発生する現象を磁気モーメントといいます。
しかし、私たちが普段使う磁石には常に磁力があります。
これは、磁石に使用されている物質の電子の運動が同じ方向を向いている、打ち消しきれず余った磁界がある等の理由で磁石となっています。
これらのことから、磁石は磁力を持つことになります。
鉄はなぜ磁石にくっつくのか？
磁石にくっつく物というと鉄ですよね。なぜ鉄は磁石にくっつくのか？
鉄は普段は磁石の性質を持っていません。上記で話した通り、普段は電子の運動で発生する磁界はそれぞれ打ち消し合っているからです。
しかし、鉄は外部から磁界を受けると電子の運動による磁気モーメントの方向が同じになる（磁石になる）性質があるため磁石にくっつきます。
一方、同じ金属でも銅やステンレスなどは外部から磁界を受けても電子の運動が同じになることが無いため、磁石にはくっつきません。
磁力は線にして表すことができる！
磁界の中に働く磁力を分かりや易くするために描く仮想の線を磁力線といいます。
この磁力線を描くことによって磁力をイメージし易くなります。磁力線は基本的にN極から出て、S極に入る様に描かれます。
金属や物体にも磁力線を描きたくなりますが、物体を通るとなると物質によって磁力の通り易さが違うため、物体の中にそのまま描くことができません。
この様な物質による磁気の通り易さの違いを示したものを透磁率（μ）といい、透磁率の影響を受けないように磁力線の数をμ倍した線を磁束（φ）といいます。
磁束は単位に（Wb）が使用されます。
また、単位面積当たりの磁束のことを磁束密度（B）といいます。単位には（T）が使用されます。
金属を通る磁力等を考える時はこの磁束や磁束密度がよく使われ、発電機や電動機の計算等でよく活躍します。
まとめ
・磁石は電子の運動により発生する磁力（磁気モーメント）により引き合ったり反発したりする。多くの物質は磁界が打ち消し合い０となっている
・磁力が働く空間は磁界という
・磁石に付く、付かないの違いは物質が外部から磁界を受けた時に磁気モーメントが同じ方向になるか、ならないかの違い
・物質ごとの磁気の通り易さを透磁率、透磁率に影響されない線を磁束といい、単位面積当たりの磁束を磁束密度という
以上が磁石の性質についてまとめたものです。何となく普段使っている磁石ですが、実は深堀すると複雑で奥が深いです。
これらの事を理解して磁石を使う人こそが一流の磁石使いです。磁石の性質について気になっていた方は参考にしてみて下さい。
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