コイルの内側と外側で磁界を観察しよう
コイルの端だけを調べても、磁界の全体像は分かりません。中心軸上、両端の外側、側面の複数地点で方位磁針のN極を記録し、一つにつながる磁界を調べます。
このレッスンの役割
第2段階です。前に予想した棒磁石状の磁界を観察で確かめます。位置・電流・視点を固定する技能を身につけ、次へ一巻きごとの磁界が重なる説明を渡します。
知る：軸上と外側を同じ図へ記録する
コイルを固定し、電流を流す前後で各地点のN極を記録します。次に電流方向だけを逆にし、すべての地点で向きが反転するか確かめます。方位磁針を置く位置と高さは印を付けて再現します。
理解する：内外の矢印を一本の流れとして読む
内側の矢印が右へそろうとき、外側は右端から出て左端へ戻ります。内側と外側を別々の磁界と思わず、閉じた磁力線の一部としてつなぎます。
電流値やコイル位置を途中で変えると方向比較ができません。通電は測定時だけ短時間にし、発熱を防ぎます。
例で使い、よくある誤答を直そう
中心だけ右向きと測り「右端がN極」と結論する前に、右端外側でもN極が外へ向くか確認します。複数地点が同じモデルへ一致すると、結論の根拠が強くなります。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1：最低でもどの場所を観察しますか？
コイル内部、両端の外側、側面など複数地点です。確認2：電流反転の比較で固定するものは？
コイルと方位磁針の位置、電流の大きさ、観察する側です。確認3：通電を短時間にする理由は？
コイルや電源の発熱を防ぎ、安全で同じ条件を保つためです。内外の観察を一枚へ重ねれば、棒磁石状の磁界を確かめられます。次はなぜ各巻きの磁界がこの形になるか説明します。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。