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■ 西暦1799年〜1833年:地磁気の正確な観測と磁気の単位系の確立
地磁気の強さ(主に水平成分)・偏角(地理上の真北との角度)・伏角(水平面との角度)が地磁気の三要素で、地球上の場所により異なった値になります。地磁気には場所によって強弱があることを最初に見つけたのが、ドイツの探検家であり博物学者のアレクサンダー・フォン・フンボルトで、1799年から1804年にかけて中南米を探検した際に、地磁気の強さは極地から赤道に向かうにしたがって減少することを発見し、帰国後学会に発表すると同時に世界的な同時観測の必要性を主張したのです。フンボルトは同時代の科学者とも親交があり、数学者のカール・フリードリヒ・ガウスと物理学者のヴィルヘルム・ウェーバーを地磁気研究の世界に引き込み、この二人による本格的な研究がスタートしたのです。
ガウスはまず地磁気の強さを正確に測定するためには、基準となる単位系の確立が必要であることを主張しました。フンボルトは赤道に近づくにつれ地磁気が減少することを、方位磁石の針の振動周期が緯度によって変化することから発見したのですが、誤差も大きなものでした。ガウスは誤差の少ない計測方法として、離れた位置に吊るした磁石棒の振動周期を望遠鏡で測定する磁力計を考案しました。おもりをつけた状態の測定値と、おもりをはずした状態の測定値の差を数学的に処理することにより、誤差の少ない絶対的な測定が可能となったのです。こうして初めて地磁気の強さが、長さ・質量・時間という物理量で表せるようになりました。ガウスとウェーバーはこの磁力計によって、地磁気の日変化も実証し、1833年ドイツ・ゲッティンゲンにおける世界初の地磁気観測所の誕生にも尽力しました。その後地磁気観測のネットワークは世界中に拡大して行きました。
ガウス亡き後、1881年パリの国際電気会議で初の絶対単位系の導入が決議され、これが現在のCGS単位です。このとき、ウェーバーの提案で、ボルト、アンペア、オーム、ファラッドとともに、ガウスが磁束密度の単位として採用されることになったのです。
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