ビオ・サバールの法則の立体模型

実物のネジを使った立体模型を用いて、磁場の方向をわかりやすく提示する。

【キーワード】

ベクトル演算（ベクトル積）、ビオ・サバールの法則

【目的】

黒板の図では分かり難い極座標における微小変位・体積要素や、円形電流による磁場ベクトルの方向を理解させる。

【用意するもの】

【実験手順】

模型を箱などに入れて回覧し、学生に磁場の方向を確認させる。

【教員による説明】

電流が作り出す磁束密度を積分すると、磁場の水平成分の寄与が相殺し、磁場の垂直成分の寄与だけが残る。このとき、ベクトル積の模型を円形電流の模型に当て、磁場方向を確認させる。

図１．電流による磁場の方向を表した、ベクトル積の立体模型

図２．円形電流による磁束密度の方向を表した立体模型

【注意点・備考】

ボール紙に貼り付けると、糊によっては乾いて収縮し、反りかえることがあるので注意する。

【記事作成者】

三浦 裕一（名古屋大学理学研究科）