第３章 光とともに ナンバー1457

　　　　　ファラディーの近接作用による電磁気学
ファラディーは、帯電している物体から電気力が、磁気を帯びたものからは
磁気力が、それぞれ周囲の空間に広がり、電気の場合はそこに電荷によって
形成された場がつくられていて、磁気力の場合は磁気を帯びた場がつくられると考えました。
彼はその力のおよんでいる空間の各点で向きと大きさを持つ物理量を、
電気の場合は電場、磁気の場合は磁場と呼びました。
電流がその周りの空間に「場」をつくり、磁石の針は
その置かれている位置の場から力を受ける（近接作用）と考えました。
磁石はN極とS極の両方を必ず持ちますが、磁極が直接引き合うとするのが遠隔作用です。
ファラディーは磁石の置かれている空間が、片方の磁極が
帯びている磁気的性質によって磁場を作ると考えます。
そしてもう一つの磁極は磁場から力を受けると考えます。
物体に働く電気および磁気の力を直接見ることはできませんが、磁場の中に
置かれた磁石の針は、磁場の方向に、磁場の強さに比例する力を受ける
ということを利用して、間接的に磁場を見ることができます。
磁場のある所に鉄粉を置くと、鉄粉はその力を受ける向きに並びます。
この鉄粉の向きに沿って並んだ曲線を磁力線といいます。
電場の時間的変化または電流によって形成される
N極からS極に向かって曲線の矢印を描いて表します。
この磁場に広がる力の相互作用によって、力は伝達されていくと考えます。
ファラディーは、電気や磁気の空間の中での伝達に対して、「物質は力からなっている」と言います。
力は空間の中を連続的に広がっていて、その力の中心を物質の
中心と考えれば、空間と物質の原子の区別をする必要はなくなります。
これらの力が存在する空間を幾何学的に表現するために、
電気力線、磁気力線という概念を提唱します。
電場は空間の位置によって変化し、ある位置にプラスの単位電荷を静止させて
置いたとき、その電荷が受ける力の強さがその位置の電場と定義されます。
電場は定義上から力であり、この力は向きを持っているため、ベクトル量です。
その電場の中に存在する他の電荷に力をおよぼすことになります。
プラスの点電荷をその電場内で動かそうとした場合、点電荷の通る経路は電気力線に
沿ったものになりますが、電気力線のあいだも含めて空間全体に電場は存在します。
そして電気力線はプラスの電荷からマイナスの電荷に向かって流れます。
そして電流があるところに、磁場が生まれます。
では逆に「磁場から電流が流れるようにはできないだろうか？」というのが、
ファラディーの発想で、これを実験で確かめることもできました。