×👍フレミング左手の法則の”左手”を使わず、ローレンツ力の向きを思考のみで導く方法を思いついた件。

どうも、5ニョッキ📓です。

今日はフレミング左手の法則と左手を使わずにローレンツ力の向きを思考省略して導く方法を思いついたのでその件について語ろうと思います😆

まず、フレミング左手の法則とは、電流I💡（ないし電荷をもった物体が速度を持っている）と磁束密度Bが発生している場合、電荷にローレンツ力なるものがかかる場合があるのですが（磁束に平行じゃない電荷の移動の場合）、そのローレンツ力Fのかかる向きというのが、

左手の中指内側に折ったものを電流、伸ばしたままの人差し指を磁束密度、とした場合に、伸びたままの親指の向く方向にローレンツ力がかかるというのがフレミング左手の法則です（下図参照）

じゃあ、なんで電流と、磁束密度のある場所ではよくわからないローレンツ力みたいなよくわからないものが発生するかについては次に漫画絵で説明します。

電流が流れるとその周りに円形の磁場が発生しますよね？そうすると円の磁場の片側では磁束が強め合い、もう片方では磁束が弱めあうということが起きる。つまり電流の進行方向と、磁束密度の方向に直角な方向に、磁束密度の高低差が生まれるわけで、この高低差を薄めようとするようにその磁場を発生させる原因になった電荷の移動体に力がかかる。これがローレンツ力の正体なのです。結局、ベルヌーイの法則による飛行機の羽根に浮力が発生するのに近いことが起きるんですよね？これによって磁場下にあるコイルに電流を流すと、コイルが動いたりするんですよね。

もう一回整理すると電荷が速度を持つと円形の磁場（＝磁束密度）が発生する。これが一定磁束密度下に直角方向に動く場合、移動方向と磁束密度と両方に直角な方向に磁束密度の重ね合わせで高低差が出来て、この高低差をなるべく小さくしようとする方向に力がかかるのですが、その向きを的確に表すのがフレミング左手の法則

で、

このフレミング左手の法則、わかれば簡単なんですが、実際に電流がこっちでーとかやってると、腕がねじれそうになっちゃうんですよね？😭

なので、もう少し直感的な覚え方を考えましたので、紹介します。

普通は電流から合わせて、次に磁場を合わせて最後に親指が向いた方向が、ローレンツ力の向きなんですが、

私が考えたのは時計⏲⌚⏰です。

磁束密度B（ここがポイント）が時計の長針、電流Iが時計の短針と考えた時に、まず磁束密度から上に合わせて、電流の向きが右向きなら、力は手前、左向きなら力は奥にかかるというのを、時計が3時🕒なら3時のおやつはいただきますってことでローレンツ力Fは自分に向かってくる方向、ようは手前にかかるって覚える。逆に時計が9時🕘なら9時のおやつはいただきませんってことでローレンツ力Fは自分から離れていく方向、奥にかかるって覚える。このように覚えることでローレンツ力Fの方向をめちゃくちゃすっきり覚えられるのではと考えました。

注意点は電流を長針にしないことですね。解いてて思ったんですが、磁束密度の方向は大体上向き、ないし手前（奥）の方向が多いですよね。まあ横方向もあるっちゃあるんですが、いずれにせよ、初めに定義されてることが多いんですよね。それに対して電流はその時その時で変わるので、まず絶対決まってる磁束密度を長針にセットして電流（短針）が3時なのか9時なのか、それだけチェックすれば（時計平面を頭の中で決めちゃう）、わざわざ左手を出してこなくても、ローレンツ力の方向がわかっちゃうっていうね。(人差し指が基本は固定の磁束密度なのでそれから決めると力の発生の方向が直感的にわかりやすい、電流は円形同線流れたり、電荷が円運動したりする)

どうだろう、結構便利だと思ったんですが、あくまで自分の考えを省略するために使うもので、結局これを何度もやってたら、力の方向、感覚で覚えちゃうと思うんだよね。

以上です。