じじぃの「ダイポール・鉄と磁石・どうしてアルミはくっつかないのか?やさしい物理」

吉岡研究室 - スピンをもった分子の化学 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=2o29a3k6Qvs
 磁石 (hegtel.com HPより)

 原子

磁気単極子とは コトバンク より
N、S片方の磁極をもつ粒子。電気では、電荷が負の電子など単極の粒子があるが、磁気では見つかっていない。
1930年代、P.ディラック量子論の中で電子と関係づけて予言、大統一理論の議論にも登場する。
磁気双極子とは コトバンク より
磁気双極子は一般の双極子で、単極の対+q、−qを磁気単極と考えて定義される。
しかし電気双極子における単極の場合と違って、今日までのところ磁気単極の実在は認められていないので、この定義は形式的、仮想的な意味しかもたない。

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『東大式やさしい物理』 三澤信也/著 彩図社 2015年発行
N極だけ・S極だけの磁石は存在しない? より
磁石は、必ずN極とS極のセットで存在しています。ペアになっているので「ダイポール」といいます。「ダイ」は「2つ」、「ポール」は「極」という意味です。
それに対して、N極だけ、またはS極だけのように片方だけのものを「モノポール」といいます。「モノ」は「1つ」という意味です。でも、そんな磁石見たことありませんよね?
実は、この世のどこにもN極だけ、またはS極だけというモノポールは存在しません。すべてダイポールとして存在しています。
でも、何だか不思議な感じもします。例えば、棒磁石をちょうど真ん中で分割したら、N極だけの磁石とS極だけの磁石、つまりモノポールになりそうですよね。しかし、実際には図1のようにダイポールが2つ生まれます。
このことは、次のように考えてみれば理解できます。1つの磁石の中には「ミニ磁石」がたくさん入っているのです。
棒磁石にはN極とS極の向きが揃ったミニ磁石がたくさん並んでいます。鉄釘の場合は、仮名に「ミニ磁石」がたくさんあって、もともとの向きは不揃いですが、磁石を近づければ向きが揃って磁石になります。
つまり、磁石を細かく分けていってもN極だけの磁石やS極だけの磁石にはならないのです。
ここでいう「ミニ磁石」というのは、正確に言えば電子のスピン(自転)が生み出す磁力のことです。
原子の中には電子が存在します。電子は原子核の周りで動いています。その動きは、天体と同じように自転と公転で理解することができます。
磁石の原子の中では、電子のスピンによって磁場が生まれていて、そのことを今回は「ミニ磁石」と表現しました。
この世に、「N極」とか「S極」という実体は存在しません。電子の動きが磁力を生み出しているに過ぎないのです。そう考えると、本質は電子の動き(電流)なのだと分かります。

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どうでもいい、じじぃの日記。
鉄は磁石にくっつくのに、どうしてアルミはくっつかないのか?
金、銀、アルミニウム、鉛などは磁石と反応せずくっつきません。同じ金属なのにどうして鉄は磁石にくっつくのでしょうか。
そのカギは「磁気双極子」にあるのだそうです。
金属のなかで磁石になる金属(鉄、コバルト、ニッケル)は、個々の原子の原子核の周りを回っている電子が特別な並び方をしています。
金属を含むほとんどの物質は、原子核の周りを回る電子の磁気双極子が同じ方向にそろっていないために、正味の磁気が打ち消されてしまうのです。
分かりましたかあ? (^^;;