磁場の力とは？

磁場の力とは、磁場が分子などの荷電粒子を通過する際に、その粒子に作用または作用する効果です。 これらの力は、磁石の近くに帯電分子があるとき、または電気がワイヤまたはコイルを通過するときに常に存在します。 磁場の力は、電気モーターに動力を与えたり、粒子がそれに反応する方法のために、材料の化学構造を分析するために使用できます。

電流がワイヤに流れると、電子の流れが磁場を作り、他の物質に作用する力を作り出します。 磁場の力の一般的な例は、電気モーターです。このモーターは、ワイヤーがコイルに巻かれた可動ローターを使用し、追加のコイルを備えたステーターに囲まれています。 電流が固定子コイルに印加されると、コイルが磁場を生成し、その磁場の力が回転子を動かすトルクを生成します。

磁場の力の方向は、いわゆる右手の法則を使用して説明できます。 人は親指、人差し指、または人差し指、および2本目の指を3つの異なる方向（多くの場合、x軸、y軸、z軸と呼ばれる）に向けることができます。 各指と親指は互いに90度にある必要があります。そのため、人が人差し指を上に向けると、人差し指は左を指し、親指は人を直接指します。

この指の配置を使用して、各指は電気の流れ（人差し指）、磁場（2番目の指）、および結果として生じる磁場の力（親指）を示します。 手の4本の指が手のひらに向かってカールしている場合、これは磁界の方向を示し、親指は力の方向を示しています。 右手の法則を使用することは、磁場について学習している学生にとって、電流とその結果の力の効果を見る簡単な方法です。

磁場は、材料の分析のために実験室で非常に役立ちます。 材料を特定する必要がある場合、または分子成分に分解する必要がある場合、サンプルをイオン化して、材料を正または負の電荷を持つガスに変えることができます。 次に、このイオン化されたガスは強い磁場を通過し、収集エリアに排出されます。

試験サンプルの各イオン化粒子の質量または重量は、磁場の力に対する応答が異なり、粒子はまっすぐな方向からわずかに曲がっています。 収集デバイスは、各粒子が検出器に衝突する場所を登録し、コンピューターソフトウェアは、分子がフィールドと相互作用する方法から分子を識別できます。 この技術を使用するデバイスの1つのタイプは質量分析計と呼ばれ、未知の物質の識別を支援するために広く使用されています。

イオン化された材料の変化を引き起こすための磁場の別の用途は、粒子加速器です。 20世紀後半、当時造られた最大の粒子加速器はスイスとフランスの国境にあり、17マイル（27キロメートル）の加速器が地下深くに大きなループ状にありました。 この装置は磁場の力を利用して荷電粒子をループに急速に加速し、そこで追加の磁場が加速または荷電粒子を加速し続けました。

高速粒子が大きなコレクターを一周したため、他の磁場制御によって管理され、他の材料との衝突に送られました。 この装置は、太陽や他の星で見られるものと核反応中に見られるものと同様の高エネルギー衝突をテストするために構築されました。 加速器の上にある岩の層が高速エネルギーとイオンを吸収したため、粒子が宇宙空間から試験結果に干渉するのを防ぐために、地下の場所が使用されました。