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技能一覧 › 高校地学 地球の形と内部構造（知識）

地磁気とその要素

地球の磁場が中心に置いた棒磁石の磁場に近いこと、磁極と地理上の極の関係、偏角・伏角・全磁力の意味と、伏角が緯度によって変わることについて、正しい記述を選べる

前提

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説明

方位磁針の N 極がほぼ北を指すのは、地球全体が大きな磁石のように磁場をもっているからです。この技能では、地球の磁場（地磁気）が地球の中心に置いた棒磁石の磁場に近いこと、磁極と北極・南極（地理上の極）の関係、地磁気を表す 3 つの要素（偏角・伏角・全磁力）の意味を整理し、正しい記述を選べるようになります。地学基礎の「地球の磁場」の正誤問題で使います。

なぜそうしてよいのか

磁石のまわりの磁力線は N 極から出て S 極に入ります。方位磁針の N 極は磁力線の向きを指すので、方位磁針の N 極が北を向くということは、地球の北のほうに磁力線が入っていく極、つまり棒磁石の S 極にあたる極があるということです。こうして、地球の磁場は「地球の中心に、S 極を北に、N 極を南に向けた棒磁石を置いたときの磁場」に近いと考えられます。ただし、この棒磁石の軸（磁軸）は自転軸から少し傾いているので、磁石の極が地表と交わる点（磁極）は、地理上の北極・南極とは一致しません。

地表のある地点の地磁気は、向きと強さをもっています。その強さを全磁力といいます。向きを表すのに 2 つの角を使います。偏角は、水平面内で、真北（地理上の北）と方位磁針の N 極が指す向き（磁北）とのなす角です。伏角は、磁場の向きと水平面とのなす角で、自由に回る磁針の N 極が水平からどれだけ下（または上）を向くかを表します。全磁力、偏角、伏角の 3 つがわかれば、その地点の地磁気が完全に決まるので、これらを地磁気の三要素といいます。

伏角が緯度で変わる理由は、棒磁石の磁力線の形からわかります。磁力線は、北側では地表に斜めに入り込み、磁極の真上ではほぼ真下に入ります。一方、磁極から遠い赤道付近では、磁力線は地表とほぼ平行です。そのため、北半球では磁針の N 極は下を向き、伏角は赤道付近でほぼ 、高緯度ほど大きく、磁極では になります。また、磁力線は磁極の付近で密に集まるので、全磁力は赤道付近より高緯度（磁極付近）で大きくなります。

手順

  1. 地球の磁場は、地球の中心に置いた棒磁石の磁場に近く、その棒磁石は S 極を北に、N 極を南に向けていることを確認する（だから方位磁針の N 極は北を指す）。

  2. 磁軸は自転軸から少し傾いているので、磁極と地理上の北極・南極は一致しないことを確認する。

  3. 偏角は水平面内の角（真北と磁北のなす角）、伏角は鉛直面内の角（磁場の向きと水平面のなす角）、全磁力は磁場の強さ、と区別する。

  4. 伏角は北半球では N 極が下を向く向きで、磁気赤道付近で約 、高緯度ほど大きく、磁極で になることと照らし合わせる。

  5. 全磁力は磁力線が密な磁極付近ほど大きいことと照らし合わせ、各選択肢の向き・大小の取り違えを確かめて正しいものを選ぶ。

例題

地磁気について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

ア　地球の磁場は、地球の中心に N 極を北に向けた棒磁石を置いたときの磁場に近い。
イ　偏角とは、地磁気の向きと水平面とのなす角である。
ウ　北半球では、伏角は高緯度ほど大きくなる。
エ　地球の磁極は、地理上の北極・南極と常に一致している。

例題の解答

手順 1（棒磁石の向き）: 方位磁針の N 極が北を指すので、北にあるのは磁力線が入る S 極である。地球の中心の棒磁石は S 極を北に向けている。アは N と S が逆なので誤り。

手順 3（要素の区別）: 地磁気の向きと水平面とのなす角は伏角である。偏角は水平面内で真北と磁北のなす角。イは偏角と伏角を取り違えているので誤り。

手順 4（伏角と緯度）: 北半球では、磁力線は赤道付近では地表にほぼ平行、高緯度ほど急な角度で地表に入る。よって伏角は高緯度ほど大きい。ウは正しい。

手順 2（磁極と地理上の極）: 磁軸は自転軸から傾いているので、磁極と地理上の極は一致しない。エは誤り。

以上より、正しいのはウ。

答え:

ウ

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能の次に学べること