磁力の基礎概念と物理的特性

磁力（じりょく）とは、磁石がまわりの磁石や鉄などの物質と引き合ったり、反発し合ったりする現象を引き起こす力のことです。一般に磁力を持つ物質は磁性体と呼ばれ、磁石でない金属であっても強い磁石でこすったり長期間接触させたりすることで磁力を持つようになります。この現象は磁化と呼ばれています。

磁力は、N極とS極という2つの異なる性質を持つ磁極の間で作用します。日常的な環境ではこれら2つの磁極は常にペアで存在していますが、物理学の理論においては磁気単極子（モノポール）の存在についての仮説も提唱されています。

磁束の強さはウェーバ（Wb）という単位を用いて表され、その単位名称はドイツの物理学者ヴィルヘルム・ヴェーバーに由来しています。また、単位面積あたりの磁束の強さはテスラ（T）と呼ばれ、Wb/m²という単位で表されます。

磁場と力の関係

磁場と磁極の間には力が働き、電磁石の場合には磁束が磁場から受ける力（F）を数式で表すことができます。真空の透磁率をμ₀、磁束密度をB、面積をSとしたとき、力の大きさは次のように示されます。

さらに、磁場（H）と磁極（M）の間で働く力についても同様に数式で表現することが可能です。

磁束密度の単位

1テスラは10,000ガウスに相当します。これに対して、地球が作り出す地磁気の磁場の強度は、およそ0.25から0.60ガウスの範囲にあります。磁石の反発や吸引の性質を利用した技術は、産業や日常のさまざまな場面で活用されています。