ふしぎ・現象

磁力線シミュレーター

棒磁石の周りに、たくさんの方位磁針を置いてみました。針はそれぞれの場所の磁力の向きにそろい、目に見えない「磁力線」が浮かび上がります。磁石を回してみてください。

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N極から出てS極へ入るのが磁力線。針の赤い先がN極を指します。理科の砂鉄実験と同じ。

磁力線とは

磁石の周りには、目に見えない磁力の場(磁場)が広がっています。方位磁針を置くと、その場所の磁力の向きに針がそろい、N極からS極へと流れる「磁力線」が見えてきます。砂鉄を撒く理科の実験と同じ現象を、ブラウザで再現しています。

棒磁石のまわりの磁力線と方位磁針の図。磁力線はN極から出てS極に入り、とちゅうで交わらず、両はしの極の近くほど線がこみ合って磁力が強いという磁力線の3つのきまりと、各場所の方位磁針のN極が磁力線の向きをさすことを示す。
図1 棒磁石のまわりの磁力線。N極から出てS極に入り、交わらず、極の近くほどこみ合う。PNGで保存・SVG
地球は大きな磁石であることを示す図。地球の中に北極側がS極、南極側がN極の棒磁石があるとみなせ、地球のまわりの磁力線が南極側から北極側へ向かうことと、日本の方位磁針のN極が北をさすこと、偏角(西へ約7〜9°)を説明している。
図2 地球は大きな磁石。北極の近くに磁石のS極があるので、方位磁針のN極は北をさす。PNGで保存・SVG

図はタップすると大きく表示されます。資料やSNSに使うときは、出典「シミュラボ」とページのURLを添えてください。

磁力線の3つのルール

ルール意味
向きN極から出てS極に入る(磁石の内部ではS→N)
交わらない1点での磁場の向きは1つに決まるため、線は交差しない
密度=強さ線が密なほど磁場が強い(磁石の両端が最も強い)

本シミュレーターは、各方位磁針の位置で棒磁石の作る磁場ベクトルを計算し、針をその向きに揃えています。針をたくさん置くと、磁力線が“見える”のはこのためです。

地球という巨大な磁石

方位磁針が北を指すのは、地球が磁石だからです。ただし針のN極が引かれるのは磁石のS極。つまり地球の北極付近にあるのは磁石としてのS極です。しかも地磁気の極は地理上の極とずれていて、日本では方位磁針が真北から西へ約7〜9°ずれます(偏角)。さらに磁極は毎年数十kmも移動しており、数十万年ごとに南北が入れ替わる「地磁気逆転」も起きています。

よくある質問

地球も磁石?
はい。地球も巨大な磁石で、だから方位磁針は北を指します。
データは送信されますか?
いいえ。すべてブラウザ内で動きます。
磁力線は実在する?
磁力線は磁場の向きを表す“描き方”であって、実体のある線ではありません。ただし砂鉄を撒くと本当に線状に並ぶため、目で見える現象として扱えます。
磁石を切ると極はどうなる?
N極だけ・S極だけの磁石は作れません。どんなに小さく切っても、それぞれの破片がN極とS極を持ちます。

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