クーロン力

雑学を収集しようじゃないか雑学
スポンサーリンク

電気

では 電気ってなんだ? 

単純に言葉の問題だと思うんだ

電気・電流・電位なんて

いろいろな呼び方をするから

ぼくみたいな素人にはわからなくなっちゃうんだけど

一応定義ってものはあるみたいなんだよ

曰く 電気とは 

電荷の移動や相互作用で起こる

様々な物理現象の総称

なんだそうだ

雷 静電気といった日常的な現象や

ぼくたちが使う家電 

電磁場・電磁誘導なんていう雲の上の技術まで

何でも来いみたいらしい

電気っていうものの正体が

(今のところの だよ)

わかったのがいつ頃なのかは

どうやらあやふやみたい

紀元前の(BC600年くらい)ギリシャで

ターレスさんが『コハク』をこすると

ホコリが吸い寄せられる

ってことを見つけたのが最初

だと言う意見が多いけど

たしかに『コハク』の古代ギリシャ語が

『エーレクトロン』というらしいから

電気の語源としては信憑性はあるみたいだね

それ以前にも

『雷』なんかの現象は知られていたけど

『雷』と『電気』ってものを

関連付けて考えていたのかどうかは疑問

ターレスさんの発見だって

当時は電気の力じゃなくて

磁石の力と考えられていたみたいだもんね

磁石はもっと以前から見つかっていたんだ

そして その働き方は目に見えていたんだね

 

なんといっても鉄を引き付けちゃうんだから

だから モノを引き付ける力を

磁力の別形態だと思っても

仕方がなかったのかもしれない

余談だけど

磁力のことは神話の女神

マグネースっていうらしい

その名前を付けられていた地方から

天然永久磁石が採掘されたらしいんだ

だから

『マグネースの石』ってことで

英語で『マグネット』って言うらしいよ

話を戻そう

当時は電気を人為的に操作する

方法が無かったそうだ

だから 電気自体の研究は出来なかったんじゃないかな

当時って書いたけど その時代は結構長い

BC600年からAD1800年くらいまで

続いちゃうんだよね

1700年代半ばには

フランクリンさんが避雷針を発表したりしたけど

まだ電気としての研究じゃなかったみたい

今じゃ電磁気学の代表者みたいに語られている

クーロンさんにしたって

どうやら磁力の研究として電気を捉えてみたいなんだ

やっと研究の途に付けたのは1800年からかな

1799年にボルタさんが発明したとされている

ガルバニ電池(ボルタ電池で知られている)

ここからやっと電気ってものの研究が

スタートしたといってもおかしくないみたい

いつも言うように

科学者たちって言う人種は一風変わった人たち

すごいとは思うけど

常軌を逸した執念深さというのか

とことん追求しないと気が済まない人たち

電気の研究ができるとなったらそこから先は

おそろしいほどの勢いで進んでいった

当然だよね

静電気力(クーロン力)

電子と原子核はクーロン力で

つかず離れずの形態を保っている

何の疑問も抱かずにそのまま受け入れているけど

わかるようなわからないような気がしないかな

たぶん 中学か高校で

習った(はず)と思うんだけど

クーロンの法則っていうのを覚えてる?

電磁気学の基本法則と言われているらしいけど

難しく書くと

「荷電粒子間に働く反発もしくは引き合う力が

それぞれの電荷の積に比例し 

距離の2乗に反比例する(逆2乗の法則)」

なんてことになっちゃう

誤解を承知で書いちゃうと

プラスの電気どうしは反発して

プラスとマイナスの電気は引きあっちゃうってことと 

その力はお互いの電気の持つエネルギーを

掛け合わしたものになるし

お互いの距離の二乗に

反比例しちゃうってことだね

当たり前みたいだし 

訳が分からないようにも思うけど

実際実験の結果で出て来た結論だから

素直に認めないわけにはいかないんだろうな

じっさい このクーロンの法則 

あくまで実験の結果から

導き出されたものであって

現代物理学お得意の数式で

(何かの定理から導き出す方法)

出てきたものじゃないみたい

どんな物体でも細分していくと

分子・原子に分かれていくって

ぼくたちは知っている

もしくはそう思っているよね

(そう教えられているってことかも)

そして 原子核がプラスの電荷 

電子がマイナスの電荷を持っていると

基本 物体って言うのは電荷的には中性のはず

ただ その物体が摩擦なんかで

内部の電荷のバランスが崩れた場合に

電荷を持っちゃうなんてことがおきちゃう

そういう風に教えられているよね

でも クーロンさんが実験から法則を発表した時代には

まだ原子っていう概念はあったとしても

信じられてはいなかった時代なんだ

なんといっても

トムソンさんが電子を発見するのって

それから100年以上も経ってからなんだから

それでも 電気という力が

何らかの形で伝わるってことだけは

実験結果として出て来たわけだ

近接力・遠隔力

電気ってものが

電荷を持つものの間で力を伝え合う

そのことは 実験の結果わかった

もっともクーロンさんの時代に

電気や電荷という概念が

あったかどうかは疑問だけど

何らかの力が働いているのは

間違いなさそうだったってことだね

では その力はどうやって働いているのだろう? 

そんな疑問は当然出て来るよね

モノとモノとの間で力が働くっていうのは

どういう現象なのだろうか? 

もともと 力が働くってことは

モノとモノが直接接触することによって

伝わるって考えられていたはずなんだ

そりゃそうだよね

ぼくたちの周りを見回しても

モノが動くときには

何かがぶつかったり 押したりしているんだから

風なんかで木が揺れ動くなんてことはあっても

風が目に見えていないだけで

空気が木に触れて動いているって

考えちゃうじゃない

ところが1700年頃に

ニュートンさんが万有引力を

(リンゴが落ちるってやつだね)

解き明かそうとして構築した数式で

問題が発生しちゃった

実験の結果 

引力っていうものは物体の質量の積に比例して

物体間の距離の二乗に反比例するという結論が

出ちゃったんだよね

この距離の二乗ってところが

問題だったんだ

距離があるってことは

物体どうしが接触していないわけじゃない

これまで考えられていた力っていうものは

直接接触することによって伝わる

そういうことになっていたんだから

一説によるとニュートンさんにも

なぜこの引力っていうものが伝わるのかの

説明が出来なかったみたいだよ

ただ 実験の結果は

接触しなくても力が

(この場合は引力だね)

伝わっちゃうってことになっちゃった

そこでなんとかつじつまを合わすために出て来た考えが

引力は離れた物体どうしの間で直接作用しちゃう力だ

なんてことになったみたいだね

当時としては 

あまりにも飛躍した考えかただったけど

この考え方が実験の結果を説明するためには

合理的だったんだ

そしてその合理性が

この時代以降の

力の伝わり方のひとつとして

定着しちゃったってことなんだと思うよ

この伝わり方を『遠隔力』って言うんだね

クーロンさんはニュートンさんの

7~80年後輩

だから クーロンさんの時代は

『遠隔力』が主流だったってこと

当然このクーロン力(静電気力)が

『遠隔力』だって考えられていたんだ

では なぜ 

『電場』なんて考えが出て来たんだろう?

タイトルとURLをコピーしました