1. No category

生活の中の物理学 (2014)
Physics in Everyday Phenomena
第13回 2014/12/22
第6章 電気と磁気（2） 真貝 寿明
Hisaaki Shinkai
http://www.is.oit.ac.jp/ shinkai/mukogawa
レポート締切 1/18(日)；講義日程 1/19(月), 1/21(水)；試験日 1/26(月)
研究者の業績が業績と認められるまで
特許取得
企業の場合は，特許取得が第１目的
研究会発表
研究成果
学会発表
国際会議発表
大学紀要
論文執筆
一般雑誌
プレプリント
著書出版
論文投稿
研究会や学会は
誰でも発表できる．
文系の場合は，
著書出版が重要
理系の場合は，
業績とみなされない
査読
論文受理
匿名の査読者によってチェックされ，
受理されてはじめて業績となる．
完璧なクリスマスツリーの飾り方！数学で大解明
Treegonometry creates perfect Christmas tree
2012/11/28
Festive maths students from the University of Sheffield (UK) have created formulas for the perfect Christmas tree.
100cmのツリーならば，
21個
511cm
314cm
10cm
http://www.field-pr.net/news_bqLc5n6L38.html
http://www.shef.ac.uk/news/nr/debenhams-christmas-tree-formula-1.227810
100cmのツリーならば，
21個
511cm
314cm
10cm
高さ36m，今年も「Most lights on an artificial Christmas tree /
人工クリスマスツリーに飾られた電飾の最多数」としてギネス世界記
録認定（36万4,200個、2014年10月30日現在）
6色のLEDを駆使した100パターンのライティング
http://www.usj.co.jp/christmas2014/
北米航空宇宙防衛司令部(NORAD) 今年もサンタを追跡
http://www.noradsanta.org/
巡回セールスマン問題
Travelling Salesman Problem
多くの都市を最短ルートで巡る方法は？
【原理的に解けるが，数が多いと難しい問題】
これまで解かれた
最大数は85900都市
応用例：
コンピュータ回路設計，
遺伝子技術のDNA配列計算，
航空機の路線設定，
光ファイバーケーブルのネットワーク形成，
チェーンストアの在庫管理システム．．．
http://thatsmaths.com/2012/12/20/santas-tsp-algorithm/
1978年
最短距離2,764.2キロのところを13,319.4キロかけ，
切符の値段は65,000円。有効期間は68日間
6 電気と磁気
静電気 帯電列
静電気 軽減する方法
起こさないようにすることはできない．なんとか軽減
(1)組合わせる衣服の素材に注目する
帯電列表の離れたものほど
静電気が発生しやすい
人間の肌は，+になりやすい
http://www.kaken.or.jp/mame/0112/
静電気 軽減する方法
起こさないようにすることはできない．なんとか軽減
(1)組合わせる衣服の素材に注目する
人間の肌は，+になりやすい
(2)静電防止加工を施した製品を利用する
発生した静電気を逃げやすくした製品．導電糸
(3)湿度を高くする
冬に静電気が起きやすいのは空気が乾燥しているから．
湿った空気は伝導度が高く，電気が逃げやすい．
(4)柔軟剤や静電防止スプレーなどを利用する
ーイオンをふりかける．地面に触れる．
https://www.youtube.com/watch?v=TE2r0vjkXK0
start on click, 1min
タッチパネルのしくみ
http://www.itmedia.co.jp/pcuser/articles/1009/27/news004.html
携帯電話のしくみ
http://www.ntt-east.co.jp/business/magazine/nw_system/index.html
http://www.ieice.or.jp/jpn/kodomo/keitai/system/index.html
6. 電気と磁気 >> 6.1 電気の性質
静電遮蔽 (electric shield)
導体の内部には電荷は帯電しない
携帯電話，ラジオの電波
エレベータ内 ，アルミ箔
鉄筋マンション△，電子レンジ内
冷蔵庫内
アンテナケーブル
外側に金属
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/61/6142syahei.html
6. 電気と磁気 >> 6.2 電気回路
電流と電圧
6. 電気と磁気 >> 6.2 電気回路
今回のミニッツペーパー記入項目
1 階段の電気スイッチ，灯りが点いている状態で，1階と
2階の両方で同時にスイッチを押すとどうなる？
抵抗
http://www.murata.co.jp/elekids/ele/compo/resistor/
抵抗
http://www.murata.co.jp/elekids/ele/compo/resistor/
コンデンサ
Start on Click, automatic 3 movies
http://www.murata.co.jp/elekids/ele/compo/capacitor/
コンデンサ
http://www.murata.co.jp/elekids/ele/compo/capacitor/
ダイオード 発光ダイオード(LED)
白熱電球 vs LED コスト比較
http://www.led.or.jp/led/led_cost.htm
電球の明るさ表示 ワットからルーメンに
http://panasonic.jp/lamp/everleds/guide/
直流と交流
DC (direct current)
AC (alternating current)
V
V
T = 1/f
100
t
100
t
100
整流回路
整流回路
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.1 磁気の性質
金属
磁石につく
（強磁性体）
磁石につかない
（非磁性体）
Fe, Co, Ni
アルミ、銅、マンガン 等
ステンレス（Fe-Ni-Cr)は結晶構造
による（刃物用は体心立方晶、流し
用は面心立方晶）
MnもAlも単独では非磁性なのに強
磁性になる
合金
Fe-Ni(パーマロイ）、Fe-Co
Fe-Ni-Co-Al(アルニコ磁石)
ステンレス(刃物用)
MnAl磁石
化合物
SmCo5(サマリウム磁石)
Nd2Fe14B(ネオジウム磁石)
日本で発明されたもっとも強力な永
久磁石
酸化物
Fe3O4(磁鉄鉱)
γｰFe2O3(マグヘマイト)
BaFe12O19（バリウム磁石)
古代から知られている強磁性体
マグへタイトは磁気記録用の材料
バリウム磁石は安価で強い磁石
Cu-Zn(真鍮)
ステンレス(流し用)
αｰFe2O3（ヘマタイト)
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/Lecture/magnet.htm
磁気カードは磁石に弱い．
磁気カードに記録された情報は乱されてしまい，使えなくなる．
預金通帳も，クレジットカードも，ビデオテープも注意．
大丈夫です．心配いりません．
磁力線は金属の中には入り込みません．
磁気ブレスレット，波動水，血液ドロドロ，ゲルマニウムローラー
．．．いずれもニセ科学です．レポートの題材にしてください．
これはトリック映像
だったようです．
http://ja.wikipedia.org/wiki/ピップエレキバン
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.2 電流と磁気の法則
性質1：導線に電流が流れると，磁力線が生じる．
（右ねじの法則）
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.2 電流と磁気の法則
コイルに電流が流れると，電磁石ができる．
（右ねじの法則）
リニアモーターカー 中央新幹線 2014年12月着工
2027年開業予定
最高時速505km
超電導磁気浮上方式
http://www.linear-chuo-shinkansen-cpf.gr.jp/sikumi.html
リニアモーターカー 上海磁浮快速列車 Maglev
最高時速430km，空港ー都心 30 km を 7 分で
http://www.smtdc.com/
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.3 電磁誘導
性質1：導線に電流が流れると，磁力線が生じる．
（右ねじの法則）
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.3 電磁誘導
性質2：磁力線のある空間に電流が流れると，
電磁力がはたらく．（フレミングの左手の法則）
平行な2本の導線に同じ向きに電流を流すとどうなるか．
A
I
B
左図を上から見る．
Aのまわりには (イ)右/左 向きの磁場ができる．
Bのところでは (ロ)手前/奥 向きの磁場になる．
フレミングの左手則より，Bの導線は
I (ハ)右/左 向きの力が生じる．
Aも同様Bからの磁場により力を受ける．
その向きは， (二)右/左 向きである．
したがって，導線は， (ホ)近づく/遠ざかる
電流の正体はどうやって分かったか？
正の電荷が電流の正体だとすると
電磁力 F
電流 I
p183 コラム
負の電荷が電流の正体だとすると
電磁力 F
電流 I
モーターのしくみ
http://www.yomiuri.co.jp/nie/note/kids/200912/01/suji02.htm
6. 電気と磁気 >> 6.3 電気と磁気
6.3.3 電磁誘導
性質3：コイル内の磁力線の数を変化させると，
誘導起電力が生じる．（電磁誘導の法則）
磁力線の数を保つように，
逆向きの誘導起電力が生じる
今回のミニッツペーパー
1 平行な2本の導線に逆向きに電流を流すとどうなるか．
A
I
B
左図を上から見る．
Aのまわりには (イ)右/左 向きの磁場ができる．
Bのところでは (ロ)手前/奥 向きの磁場になる．
I フレミングの左手則より，Bの導線は
(ハ)右/左 向きの力が生じる．
Aも同様Bからの磁場により力を受ける．
その向きは， (二)右/左 向きである．
したがって，導線は， (ホ)近づく/遠ざかる
2 年明け2回の講義で聞いておきたい
疑問・質問・コメントなどあれば
授業アンケート
も，よろしく
Merry Christmas &
Happy New Year
Happy Holidays
Don't forget to send
your report on
pseudo-physics by January 18.
Hisaaki Shinkai