物理教育Vol53-2(2005)掲载予定.pdf

物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 1 方位磁石集団 磁区演示 自発的対称性 破 斎藤吉彦 大阪市立科学颳 530 0005 大阪市北区中之島 2 次元三角格子方位磁石集団 互 向 揃 秩序状態 璮 方位磁石1000個 鮮明 磁区 得 磁石 外 方位磁石集団 乱 秩序状態 現 落 着 強磁性体 高温状態 低温状態 相転移 温度 対応 交換相互作璮 知 初学者 強磁性体 構造 学 習 可能 秩序状態 出現 自発的対称性 破 実例 素人 専門家 璦 自然現象 磁区 自発的対称性 破 楽 国 磁石 基本性質 小学校 3 年 学習 平成 14 年度 施行 小学校学習 指導要領 小学校 3 年 内容 物質 項 磁石 使 磁石 付 物 磁石 働 調 磁石 性質 考 磁石 引 付 物 引 付 物 磁石 引 付 物 磁石 付 磁石 物 記 知識 基 礎 電磁気学 学習 今後 学習 定量的 内容 十分事足 以上 概念 不要 子 中 鉄 磁石 引 付 引 付 疑問 持 疑問 発 場合 適切 指導 不 可能 鉄 磁石 疑問 愚問 処理 想像 難 疑問 応 強磁性体 構造 知識 必要 大学 理系学部 一部 教 国 教員 知識 出会 機会 出会 理解 次 述 難 強磁性体 構造 理解 磁区 概 念 必要 次 説明 1 鉄 強磁 性体 構成 分子自身 小磁石 隣 合 分子磁石 互 平行 安定 分 子磁石 同 方向 揃 秩序状態 現 固体全体 秩序 璦 固体表面 静磁 緩和 作璮 図 複数 秩序状態 磁区 形成 磁力線 外 出 作璮 一方 磁区 磁区 境 磁壁 欠陥 蓄積 固体表面 静磁 磁壁 欠陥 兼 合 磁区構造 決 図 与 強磁性体 作璮 磁場 強 方向 向 磁区 成長 逆向 小 磁壁 移動 強磁 性体 磁化 強磁性体 構造 解説 図 分子磁石 多数並 図 璮 量子力学 学 交換 知 秩序化 簡単 導 上記 説明 磁区 必然的 存在 理解 分子磁石 無限遠方 並 系 固体表面 出 磁力線 分子磁石全 同方向 向 安定 図 磁区 磁壁 移動 外磁場 場合 左 場合 右 物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 2 初学者 秩序化 納得 全 天下 的説明 現実 味 説得力 欠 実際 初学者 分子磁石 磁気双極子 対応 理解 双極子 双極子相互作璮 平行 安定 限 2 双極子 並 方向 向 最小 状態 垂直 方向 揃 不安定 表 1 最 隣接近似 簡単 計算 全 同 方向 揃 図 2 右 図 2 左 方 安定 通常 方位磁石 並 全 北 向 古 典的 扱 限 図 1 磁区 図説 現実離 実際 方位 磁石集団 磁区 璦成 一目瞭然 磁区 概念 初学者 晘及 方位磁 石 磁区 璦 推測 常識的 文献 2 次元三角格子上 並 方位磁石集団 磁区 形成 示 示 磁区 標榜 著 者 思 込 評 350 個 方 位磁石 現 磁区 示 磁区 不 鮮明 説得性 欠 批判 出 程度 初学者 磁区 理解 困難 誰 納得 磁区 得 我 課題 方位磁石 増 鮮明 磁区 得 期待 1000 個 使璮 得 磁区 図 3 鮮明 本稿 2 章 方位磁石 1000 個 磁区 図 2 三角格子点上 並 方位磁石 最隣接近似 計 算 左 方 右 安定 図 方位磁石1000個上 璦 磁区 表1 双極子 双極子相互作璮 双極子 向 比 物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 3 与 3 章 強磁性体 自発的対称性 破 関係 考察 4 章 評価 述 方位磁石上 形成 磁区 使璮 方位磁石 璮 図 球形 直径 30mm 容器 中 磁石 付 矢印 浮 水平方向 回転 容 器表面 最大磁束密度 mT 磁 石 形状 mm 磁極 mm 面 表 面磁束密度 約 mT 方位磁石約 1000 個 円形 敷 詰 様子 図 磁区 形成 分 水平面内 回転 磁区構造 変化 地磁気 影響 受 磁区 特徴 以下 非常 安定 地磁気 影響 受 磁区内 方位磁石 結晞軸方向 指 図 磁壁 結晞面 一致 図 境界 方位磁石 境界 接 向 揃 安定性 格子欠陥 適度 含 考 欠陥 三角格 子点上 並 場合 地磁気 影響 受 欠陥 磁壁 移動 妨 1 図 推測 三角格子方位磁石集団 全 結晞軸方向 向 基底状態 基底状態 3 重 縮退 考 決 最隣 接近似 説明 状態 表面 小 現象 強磁性体 磁区 璦 必要条件 考 図 温度 対応 磁石 秩 序 乱 不安定 状態 上 数秒後 秩序 璦 安定 状態 下 落 着 三角格子方位磁石集団 相転移 自発的対称性 破 自発的対称性 破 自然法則 運動方 図 璮 方位磁石 図 磁区内 磁化 方向 磁壁 璦 面 図 磁石 磁区 乱 不安定 状態 上 数 秒 磁区 形成 下 物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 4 程式 対称性 持 現実 自然界 対称性 持 場合 現象 現実 世 界 璦 例 DNA 地 球上 誕璦 考 元 電 子 力 運動 世界 混沌 強烈 秩序 璦 DNA 限 璦物 存在自身 社会現象 同様 人間 自由 思 考 持 人間社会 混沌 社会制度 文化 流行 秩序 璦 混沌 対称性 破 種 秩序 璦 自然界 世 中 多様 対称 性 自発的 破 現象 理解 考 定式化 物理現象 理解 場 量子論 自発的対称性 破 強磁性体 磁性 超伝導 超流動 凝縮現象 3 素粒子 質量起源4 宇宙5 理論 基礎 現代物理学 重要 概念 全 場 量子論 決 目視 前章 示 自発的対称性 破 実例 目視 強磁性体内部 現象 想起 三角格子方 位磁石集団 自発的対称性 破 古典的 一方 強磁性体 量子論的 相互作璮 全 別物 注意 必 要 以下 自発的対称性 破 例示 三角格子方位磁石集団 強磁性体 違 考察 強磁性体 次 簡単化 考 6 強磁 性体 構成 分子 自身 小磁石 隣 合 分子磁石 互 平行 安定 分 子磁石同士 平行 方向 向 最小 強磁性体 基底 状態 分子磁石 向 全 同 方向 揃 状 態 分 分子磁石 方向 方向 揃 基底状態 無限 縮退 量子論的 効果 交換 古典的 磁石同士 相互作璮 場合 表1 互 平行 最小 限 系 回転対称性 有 基底状態 他 基底状態 間 系 自由度 相当 高 壁 存 一 基底状態 実現 他 基底状態 遷移 不可能 場 量子 論 無限自由度 扱 基底状態 全 独立 別 空間 属 基底状態 一 現実 秩序化 状態 対応 強磁 性体 回転対称性 自発的 破 基底状態 励起状態 波 前章 触 磁壁 欠 陥 仮定 静磁 緩和 作璮 磁区構造 理解 三角方位磁石集団 場合 前章 述 基底状態 方位磁石 結晞軸方向 向 揃 状態 3 重 縮退 考 3 回対称性 有 図 示 一 磁 区 対称性 破 状態 一 結晞 軸方向 秩序化 状態 実現 3 回対称性 自発的 破 対応 伝播波 存在 2 7 秩序化 強磁性体 最隣接 近似 導 図 2 理解 遠距離相互作璮 考慮 必要 最隣接 近似 理解 強磁性体 異 点 構成子同士 相互作璮 全 異 表 三角格子方位磁石集団 強磁性体 相互作 璮 全 異 似 現象 示 評価 本稿 紹介 大阪市 立科学颳 展示品 公開 著者 展示 使 磁区 解説 試 図 実際 方 位磁石集団 磁区 見 鉄 分子磁 石 揃 解説 璦 現象 見 磁区 納得 原 子分子 概念 小学璦 困難 秩序化 理由 強磁性体 相互作璮 違 理解 期待 不要 混乱 招 触 多 磁区 教員 市民 晘及 得 物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 5 現代物理学 基礎概念 自発的対称性 破 有効 概念 説明 3 章 述 強磁性体 引璮 図 璮 説明 限度 対 何度 自 発的 対称性 破 様 見 著者 展 示場 解説 講演 機会 璮 解説 試 一般市 民 難解 自発的対称 性 破 学 者 効果的 既 学 目視 楽 現象 現代 薄膜磁気 有益 示唆 与 思 双極子 双極子相互作璮 基礎 一部 計算 最隣接近似 使 長距離相互作璮 扱 困難 8 実 示 唆 富 情報 与 実際 文献 2 三角格子上 磁区 磁区 中 伝 準安定状態 磁区 存在 示 後者 正方格子 場合 現 正 方格子 場合 磁気双極子 格子 対角線方向 向 隣同士 直角 形成 安定 磁区 形成 三角 格子 正方格子 準静的 変化 準 安定 磁区 作 文献 2 写真 図 再掲 以上述 方位磁石集団 素人 専門家 璦 自然現象 磁区 自発的対称性 図7 展示場 公開 展示装置 方位磁石 1000 個 敷 詰 全体 回転 磁区 地磁気 影響 分 図8 準安定状態 磁区 三角格子上 璦 磁区 上 準静的 変形 正方格子上 残 中 僅 振動 与 磁区 消失 下 物理教育Vol 53 2 2005 掲載予定 6 破 楽 天下 的 知 個人 自然現象 観察 理解 科学教育 理想 自負 広 晘及 願 謝辞 保江邦夫先璦 方位磁石集団 磁区形成現象 発見 当昷 世紀 大発見 常 励 頂 励 本研究 成果 思 保江先璦 厚 御礼 申 上 高橋憲明先璦 本稿 執筆 薦 頂 執筆 当 貴重 頂 菅野礼二先璦 草稿 丁寧 読 頂 貴重 頂 両先璦 感謝 方位磁石 入手 関 渋谷勝氏 便宜 頂 彩美術工房 松井俊二氏 考案 両氏 謝意 表 本研究 一部 科学研究費補助金 奨励 平成 12 年度課題番号 12914022 平成 13 年 度課題番号 13914023 助成 引用文献 1 近角聰信 強磁性体 物理 裳華房 1991 固体物理入門 丸善 1979 2 Y Saito and K Yasue Frontier Perspectives 10 1 2001 28 31 http www sci museum kita osaka jp saito SBSprepr int FP htm 3 H Umezawa 場 量子