자기력

요약 자극(磁極) 사이에 작용하는 힘. 즉, 자석과 같이 자성을 가진 물체가 서로 밀거나 당기는 힘으로 자력(磁力)이라고도 한다.

자기 쌍극자인 자석의 경우 종류가 다른 극(N극과 S극) 사이에는 인력이 작용하고, 같은 종류의 극(N극과 N극, S극과 S극) 사이에는 척력(斥力)이 작용하는데, 자극의 세기에 비례하는 양의 어떤 실체(實體)가 각각의 자극에 존재한다고 하면, 두 자극 사이의 거리가 멀수록 자기력이 약하고, 거리가 가까울수록 자기력이 강하다. 또한 같은 거리의 자석이라 하더라도 자석의 힘이 셀수록(자성이 강할수록) 자기력이 강하다. 자기장의 방향은 그 점에 놓인 나침반의 N극이 가리키는 방향으로 표시한다. 따라서 자석 주위의 자기장의 방향은 자석의 N극에서 멀어지는 방향이며, 자기력선을 그렸을 때 자기력선의 접선 방향이 된다. 막대자석의 자기력선과 자기장의 방향을 나타내면 다음 그림과 같다.

자기력의 본질

자기력의 본질에 관해서는 만유인력과 마찬가지로 옛날부터 두 자극이 공간을 사이에 두고 서로 작용을 미치는 원거리힘으로 간주되어 왔으나, 현재는 자극의 존재가 주위의 공간을 일그러지게 하고, 그 상태가 유한한 속도로 주위의 공간에 전해져서 다른 자극에 힘을 미치는 근거리힘으로 여겨지고 있다.

자기장 내에서 운동하는 대전 입자(q)가 받는 자기력()은 입자의 속도()와 자기장()의 벡터곱으로 표현할 수 있다.



다시말해, 운동하는 대전 입자가 받는 자기력의 방향은 입자의 운동 방향과 자기장의 수직인 방향이고 크기는 이다. 이 때, 자기장의 단위로는 테슬라(T, tesla), 자기력은 뉴턴(N)을 사용한다.

1m/s의 속력으로 움직이는 1C의 전하가 1T의 자기장을 수직으로 통과할 때, 이 전하는 1N의 자기력을 받게 된다. 자기력은 입자가 움직일 때만 작용하며, 속력이 클수록 자기력이 크다.

자기력계

자기력의 크기를 측정하는 장치로, 보통 지구자기(地球磁氣)의 세기와 방향을 측정하는 기기를 가리키지만, 넓은 의미로는 물체가 가진 자화(磁化)의 세기를 재는 장치를 포함한다. 원리적으로는 자기장 속에 수평으로 자석을 매달고, 자석이 움직이는 방향을 측정하는 것과 자기장 속에서 코일을 회전시키고 코일에 발생하는 유도기전력(誘導起電力)을 측정해서 자기장의 세기를 재는 것 등이 있다.