電磁気学-第2章 電流と磁気の巻（4）

摘要

前節では電流によって，磁力線の渦が発生することを見ました．ではすべての磁場は，電流の磁気作用で説明できるのか．永久磁石の周りの空間のように，電流が存在していないように見えるにもかかわらず磁場は存在していることをどう説明するのか．この間題に対してアンペールは次のように考えました．確かに永久磁石の周りには，電流は存在していない．しかし物質を，分子の集合体であると考えるならば，分子にはミクロなループ状の電流が存在しているに違いない．こういう仮説を立てて，アンペールはこの電流を分子電流と呼びました。 （アンペールの時代には，すべての物質の構成要素は分子であると考えられていました）．アンペールの仮説によれば，電場のなかで電気双極子がするのと同じ振る舞いを，磁場中に置かれた分子電流がするのに相違ない．そのためには，第1に分子電流が磁場から受ける力が，電気双極子が電場から受ける力と同じ形に書けることを示す必要がある。第2に，電気双極子が作る電場と同じ形の磁場を，分子電流が作ることを示さなければならない．この2点が示されれば，分子電流を「電気双極子」と同じような「磁気双極子」と考えることができる．（実際にはすでに述べたように磁気の場合に「双極子」は適切な術語ではありません．我々はこれを磁気モーメントと呼びます）．それによって静磁場で成り立つ諸法則は，静磁場でも成り立つことが示される－これがアンペールの作戦でした．もっとも，分子電流の存在自体が仮説ですから，別の方法でこの仮説を証明する必要が残されます．がそれは次の段階での問題として，この節ではアンペールに従って，磁場中での分子電流の振る舞いと，分子電流が作る磁場を調べてみることにします．