活かす読書

読んだ本を、どう活かすか? セミリタイヤしたikadokuが、週に5冊、ビジネス書・自己啓発本・投資本・ベストセラーなどの本を紹介します。

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ひとりで学べる電磁気学

満足度★★★
付箋数:24

交通乗車券や電子マネーに広く利用されている
非接触ICカード。
 
最も知られている規格はソニーのFeliCaで、
スイカやパスモ、Edy、ナナコなど、
ほとんどはこの規格を採用しています。

ご存知のように、カードリーダーに直接
触れなくても、近づけるだけで使用できます。

スイカなどは、財布やカードケースに
入れたままでも、改札を通れるのが
非常に便利なところです。

ところで、なぜ、この非接触ICカードは、
財布の中に入れたままでも、使えるのか?

非接触ICカードで使われているのが、
「ファラデーの法則」を用いた、
電磁誘導の仕組みです。

ファラデーの法則とは、イギリスの物理学者
で化学者のマイケル・ファラデーさんが
発見した法則です。

電磁誘導によって回路に生じる起電力は、
その回路を通る磁束の時間的な変化の
割合に比例するという法則。

非接触ICカードの仕組みは、まず、
リーダーから電波が出ていて、その近くに
半径10cmほどの領域に磁場が作られます。

カードの中には、渦巻状のコイルを印刷した
薄いフィルムが入っています。

このコイルを磁場に近づけると、誘導電流に
より電流が流れます。

流れた電流によってIC回路は充電され、
電池は入っていませんが、IC回路が動作して、
記録の読み出しや操作が行われます。

一方、コイルに流れる電流によって、
反磁場が作られます。

この電波がリーダーに到達するまで、約1秒。

そうすると、カードとリーダーが結合された
ことが確認され、リーダーがピピッと鳴ります。

カードとリーダー間のデータ交信があるので、
ちょとだけ反応を待たなければないのです。

さて、私たちの日常生活は、電気や磁気による
様々な恩恵を受けています。

非接触ICカード以外にも、私たちが毎日使う
ものにはスマートフォンがありますね。

スマートフォンの画面を軽く触れただけで、
操作ができるのも、電磁気学のおかげです。

本書は、電磁気学の基本概念をわかりやすく
丹念に説明した本です。

著者は、長年にわたって電磁気学の教科書を
書き、講義をしてきた九州大学名誉教授の
中山正敏さん。

  「まず電場や磁場を、数式よりも電気力線や
  磁力線によって一つのモノとして捉えることが
  大切である。これら力線とその運動法則から、
  電磁波にいたるまで説明してみた。
  また、基本概念や法則が作られる過程を、
  残された記録や実験装置を紹介して、
  それを今の電磁気学の見地から検討する
  ことを試みた。これは、理解を助けると
  ともに、研究の現場の雰囲気を感じて
  もらうことにもなる。」

数式は、ある程度出てきますが、イメージで
直感的に理解できるように書かれています。

出てくる数式は、「絵文字」みたいなもの
と考えて読むことが推奨されています。

私が本書を読んだのは、先日紹介した
小山慶太さんの『光と電磁気』を読んで、
もう少し電磁気学の基本概念を勉強しよう
と思ったことがきっかけ。

本当の電磁気学の教科書を読むのは
かなりハードルが高かったので、
こういったイメージで理解できる本が
ちょうど良かった。

「ひとりで学べた」とも言えますが、
正直、けっこう難しい所もありました。

この本から何を活かすか?

磁石をどこまで分割できるか?

家庭などで使われてるフェライト磁石は
脆いので、金づちで簡単に割ることができます。

割った磁石の破片も、やはり磁石です。

これを更に細かくしていくと、
どこまで磁石の性質を持つのでしょうか?

磁石でなくなる粉粒子の大きさは、
物質によって異なりますが、フェライトでは、
1μm(0.001mm)程度まで細かくすると、
磁区構造がなくなるようです。

粉自体は集まって球状の塊になりますが、
全体として磁化は持たなくなります。

Miss a meal if you have to, but don't miss a book.
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