１．まえがき
磁界中の導体棒が平行導体レール上を運動するときの起電力はよく知られている。この
とき、運動導体棒が超伝導体だったらどうなるかという問題があった。
磁界中の超伝導体の場合はマイスナー効果により、内部には磁界は無く、起電力のもと
となるローレンツ力が働かない。すると、レンツの法則と矛盾する。かなり難問だった
が考えてみた。
２．考察
マイスナー効果の原因は、超電導体表面に電流ループが流れて、超伝導体中の磁界 B を
打ち消す磁界 B'=-B が発生することにある。すると、導体棒が運動するとこの磁界 B' が
運動し、誘導電界 E=-v×B'=v×B を発生する。
つまり、超伝導体の場合はローレンツ力 v×B によるのではなく、誘導電界によって起電
力が発生している。
この設問を見たときは焦ったが、レンツの法則と矛盾せずにすんだ。
[2022/1/18] 追加
なお、超伝導体に発生した誘導電界により、電荷が分離して逆電界が発生し、超伝導体
内部の電界は打ち消される。これは以前の説明と同様となる。
以上
最新の画像［もっと見る］
