方位磁針の記録から磁力線を作図しよう
磁力線は記憶で描く模様ではなく、方位磁針の観察結果をつないだ図です。測定点、N極の向き、滑らかな曲線、矢印の順で作れば、初見の配置にも対応できます。
このレッスンの役割
第2段階です。前に知った磁力線の意味を作図技能へ変えます。観察から線を描く一連の手順を身につけ、次へ向き・密度・非交差の規則を渡します。
知る：矢印へ接する曲線を描く
①磁石を固定する、②格子点で方位磁針のN極向きを矢印にする、③近い向きの矢印へ接する滑らかな曲線を描く、④磁石の外側でN極からS極へ矢印を付ける、⑤線が交わっていないか確かめます。
理解する：作図規則は磁界の定義から生まれる
方位磁針のN極が磁界の向きを示すので、磁力線の矢印も同じ向きです。一地点の磁界は一方向に決まるため、二本の磁力線は交われません。交点があれば同じ場所に二方向がある矛盾になります。
例で使い、よくある誤答を直そう
棒磁石の上側では、N極付近から外へ出た線が弧を描いてS極へ入ります。誤答「測定点を定規で順番に結ぶ」は、点の位置だけを使い、針の向きを使っていません。線が各矢印へ接するかを見直します。
自分で確かめ、まとめて次へ進もう
確認1：作図で最初に固定するものは？
磁石の位置と向きです。確認2：磁石の外側の矢印はどちら向きですか？
N極から出てS極へ入る向きです。確認3：折れ線が不適切なのはなぜですか？
磁界の向きが途中で突然変わるように見え、方位磁針の連続した向きを表せないからです。観察矢印へ接する滑らかな曲線が磁力線です。次は三つの規則がなぜ必要かを説明します。
クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。