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レンツの法則実験機
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【1804年2月12日生まれ ~ 1865年2月10日没】

画像出典：Wikimedia Commons / Public Domain

冒険家としての一面をもった物理学者、レンツ

ハインリヒ・フリードリヒ・エミル・レンツ
（Heinrich Friedrich Emil Lenz） は、ドイツ系ロシア人の物理学者で、
1804年にロシア帝国のエストニアで生まれました。若き日のレンツは、
ロシアの探検家 オットー・フォン・コツェブー による
第3次世界周航（1823–1826年）の調査隊に参加し、
海洋の温度・塩分・比重など物理的特性を測定する
観測員として活躍しました。
この航海経験が、後の実験物理学者レンツを
形成する下地となります。

■ レンツの法則の意義

レンツの最大の業績は、1834年に発表した
「レンツの法則」 です。

レンツの法則は、一見すると「磁石を近づけると反発する」という
単純な現象の説明に見えます。しかし本質的には自然界のエネルギー保存則
を表現しています。もし誘導電流が磁束変化を助ける方向に流れてしまうなら、
エネルギーを与えなくても電流が増幅され続けることになってしまいます。

レンツはその矛盾を見抜き、自然界では必ず変化を打ち消す方向に電流が
生じることを示しました。この考え方は後にマクスウェルの
電磁気学へと受け継がれていくのです。これは、

誘導起電力によって生じる電流は、
その原因となる磁束変化を妨げる向きに流れる

というもの。

例えば、コイルに磁石を近づけると電流が流れ、
その電流がつくる磁場が磁石を押し返すように働きます。
これは自然界のエネルギー保存則と深く結びついた現象で、後の
マクスウェル方程式の理解において不可欠な法則です。

この法則は現代では 電磁ブレーキ、渦電流、モーターの制御、
発電機の効率計算 など多くの技術に応用されています。

■ 19世紀電磁気学のダイナミズム

レンツが活動した19世紀前半は、

• ファラデーの電磁誘導（1831）

• レンツの法則（1834）

• マクスウェルの電磁理論（1860年代）

が次々に生まれた時代で、電気と磁気を統合する巨大な
パラダイムシフトが起きていました。電子や原子の
存在さえ実証されていない時代に、目に見えない電場・磁場を
数式で扱い始めた研究者たちの先駆けとして、
レンツの貢献は非常に大きいものです。

さらにレンツは、電流が流れる導体で生じる発熱量が抵抗と
電流の二乗に比例するという ジュールの法則 を、
ジュールとは独立して導きました。
電気と熱の関係を橋渡しした先駆的業績として高く評価されています。

③ 一次情報・歴史情報の補足（正確性の裏付け）

✔ レンツの基本情報（実証された史実）

• 生没年：1804年3月12日 – 1865年2月10日

• 出身：ロシア帝国エストニア、ドイツ系家庭

• 職歴：サンクトペテルブルク大学教授、ロシア科学アカデミー会員

• 探検活動：コツェブーの第3次世界周航（1823–1826）に参加

• 主要業績

  • レンツの法則（1834）

  • ジュールの法則の独立発見

  • 海洋物理の先駆的観測

✔ コツェブー調査隊（一次資料）

• 船：Predpriyatie号

• 探検期間：1823–1826

• 寄港地：南米・太平洋・アリューシャン列島・カムチャツカなど

• 調査内容：海洋物理・動植物調査・気象観測など

前後の流れ

◀ 前の人物：マイケル・ファラデー

▶ 次の人物：ジェームズ・プレスコット・ジュール

関連する物理学者（電磁気学）

• マイケル・ファラデー
• アンドレ＝マリ・アンペール
• ハンス・クリスティアン・エルステッド
• ゲオルク・オーム
• ハインリヒ・レンツ（本記事）
• ジェームズ・プレスコット・ジュール
• ジェームズ・クラーク・マクスウェル

〆

ムームードメイン
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Lentz and the world

Heinrich Lenz is a German-Russian physicist born in Russia. At a young age, he is a member of the 3rd Round the World Survey, led by Otto von Kozebu, investigating the physical aspects of the marine environment.

Lenz may have stopped by ports in various countries to investigate seawater components. I would like to cooperate with my colleagues who are fishing there and studying biology. First, check the water depth and use various live foods.

Meaning of Lentz’s low

By the way, Lenz’s law is famous for Lenz’s achievements. The content is related to the fluctuating magnetic field, and the induced electromotive force is generated, but the direction is the direction that hinders the initial magnetic field generation. That is.

As an example, when a magnet is brought close to the coil, an electric current is generated in the coil, and therefore the coil becomes magnetized and the magnet and the coil repel each other. What is difficult to understand sensuously is how the magnetic field lines emitted from the magnet travel through the space. In modern understanding, electromagnetic waves are transmitted even in a vacuum, but I think that they can only be understood with the knowledge that Lenz brought. That’s why I think it’s wonderful to repeat the experiment and formulate it. This Lenz’s law is applied to electromagnetic brakes in modern times.

The era of Lenz is close to Maxwell, and this era can be regarded as the era when electromagnetics is being completed. Words used by modern people, electromagnetic waves, atoms, electrons, photovoltages … Without such knowledge, we created a theoretical system that connects magnetic force and electric power to electronics. It was just a series of paradigm shifts. Maglevs are now moving around using invisible laws.

Lenz also independently led to Joule’s law. This achievement is also noteworthy. It connected the world of electricity and heat.

〆

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熱さまシート
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【1796年6月1日生まれ ~ 1832年8月24日没】

タイトル：Sadi Carnot portrait
作者：不明（19世紀）
ライセンス：Public Domain（著作権なし）
出典：Wikimedia Commons（“Sadi Carnot” portrait）

カルノーの業績

その名は ニコラ・レオナール・サディ・カルノー（Nicolas Léonard Sadi Carnot）。
19世紀フランスに生き、熱機関の理論体系＝カルノーサイクル
を提唱した人物として知られています。

カルノーの父ラザール・カルノーは、フランス革命期の軍制改革を主導した
尊敬を集める人物でした。その影響もあり、サディ・カルノーは
正義感が強く、思索深い青年に育ちました。

当時の産業界では蒸気機関が急速に発達していましたが、
「なぜ蒸気機関がどれだけの仕事を生み出せるのか」という
熱と仕事の関係の理論的説明は十分ではありませんでした。
蒸気が膨張して圧力を生むことは経験的に知られていても、
温度・圧力・体積の関係や、粒子運動との
つながりは未整理だったのです。

カルノーはこの問題に挑み、熱機関が取り出せる仕事量に
上限があることを示しました。これが 「カルノー効率」 であり、
後の熱力学第二法則の基礎となります。
カルノーは熱機関の理論的限界を初めて明らかにしました。
しかし当時はまだ熱素説の時代であり、熱と仕事の等価性
そのものを理解していたわけではありませんでした。後に
ジュールやクラウジウスらによって熱力学として再解釈され、
その先駆的価値が認められるようになります。

カルノーはわずか36歳で病没したため、
生前にその業績はほとんど評価されませんでした。
しかし、クラペイロンがカルノーの理論を図示して体系化し、
トムソン卿（ケルビン） がその重要性を広め、さらに
クラウジウス がエントロピー概念へと発展させました。

こうして、カルノーの思想は後の熱力学の中心原理として
高く評価されるようになったのです。

一次情報にもとづく補足

✔ カルノーの一次情報

• 代表著書：『火の動力についての省察（Réflexions sur la puissance motrice du feu）』（1824年）

• 生没年：1796–1832

✔ 歴史的評価の流れ（正確版）

1. カルノー（1824）
   ・熱機関と仕事の理論的限界（カルノーサイクル）を提示

2. クラペイロン（1834）
   ・PV図で体系化、式として理解可能に

3. ケルビン卿（1849–1851）
   ・「カルノー効率」概念を整理

4. クラウジウス（1850年代）
   ・エントロピーと第二法則へ発展

関連人物と科学史の流れ

熱力学はカルノー一人によって完成されたわけではありません。
前世代の気体研究から始まり、
ジュールやクラウジウスへ受け継がれていきました。

• ◀ 前の人物：ロバート・ボイル
• ◀ 前の人物：ゲイ＝リュサック
• ▶ 次の人物：クラペイロン
• ▶ 次の人物：ジュール
• ▶ 次の人物：クラウジウス
• ▶ 次の人物：ケルビン卿

この分野の物理学者（熱力学・統計力学）

熱力学と統計力学は、一人の天才によって完成された学問ではありません。
気体の研究から始まり、熱機関の理論、エネルギー保存則、
エントロピー、そして量子論へと発展していきました。
以下の記事では、その流れをたどることができます。

• ◀ 前の人物：ロバート・ボイル（Robert Boyle）
• ◀ 前の人物：ジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサック（Joseph Louis Gay-Lussac）
• ★ 現在の記事：サディ・カルノー（Nicolas Léonard Sadi Carnot）
• ▶ 次の人物：ジェームズ・プレスコット・ジュール（James Prescott Joule）
• ▶ 次の人物：ルドルフ・クラウジウス（Rudolf Clausius）
• ▶ 次の人物：ルートヴィヒ・ボルツマン（Ludwig Boltzmann）
• ▶ 次の人物：マックス・プランク（Max Planck）

〆


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Job of Carnot　

Its name is Nicolas Léonard Sadi Carnot.

Carnot advocated the Carnot cycle, a theoretical heat engine, and continued to think about heat-related physics.

His father is said to have been respected in the French army during the Revolution and led the military reforms. And Carnot grows up to be a sensitive young man with a strong sense of justice.

Carnot’s interest was in the steam engine. The industry at that time could not explain the steam engine theoretically.

It is understood in the Carnot era that steam expands rapidly, but the behavior of individual particles that make up steam, especially the “temperature rise (decrease)”, “pressure”, and “volume” brought about by collective motion, etc. The relationship with quantity was not clear.

As an empirical knowledge of Carnot’s time, “the steam generated when water is heated expands and generates pressure as it moves from the liquid state to the gaseous state.”

In the discussion of gaining power by moving the sliding engine with the pressure generated at that time, there was no theoretical environment in the era of Carnot that was discussed based on quantitative discussions.

Carnot way of thinking 

Carnot creates the concept of “work load” by considering the distance that the force is continuously applied in addition to the force that appears in Newtonian mechanics. There is a big difference between the phenomenon of “dragging a few centimeters” and the phenomenon of “dragging a few kilometers” of heavy luggage, so the concept of “work load” can be understood sensuously.

For example, there is a relationship between the force that moves an object and the frictional heat that is generated when it moves, and Carnot used the concept of work to connect them. In addition, the concept of specific heat and heat capacity was created, and various phenomena were connected.

Unfortunately, Carnot lives a very short life and died of illness at the age of 36.

Carnot was evaluated after his death. Clapeyron and Sir Thomson evaluate it, followed by Mach. Carnot’s concept of “work” was finally appreciated in his later years.

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オームの法則Tシャツ
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【1789年3月16日-1854年7月6日】

パブリックドメイン（著作権切れ）
出典：「Wikimedia Commons / Public Domain」

オームの法則を見出したオーム

その名はGeorg Simon Ohm。

オームの法則で有名です。

オームの法則は定量的に回路を論じるときに不可欠で

非常に明快なので小学生レベルから説明出来ます。

子供に科学を教える時に理解しやすく、

実験的と原理がつながる事例として明快です。

電圧値；Ｅは電柱値；Ｉと抵抗値；Ｒ

の積なのです。Ｅ＝ＲＩ。「オームは偉い！」

と覚えました。

オームの法則確立の経緯

オームは独学で数学、特に幾何学を習得してます。

研究生活に入る前に教師として生計を立てて
いる時期がありました。その後、
プロイセン王に幾何学に関する原稿を送り、
その論文で評価を受けました。ケルンの
ギムナジウム（中等教育機関）で
物理学を教える機会を得ます。
そこでの実験室で設備が充実していたことは
その後のオームにとってとても良かったのです。
【正確には1817年にケルンのイエズス会ギムナジウム（Jesuit Gymnasium）で
数学・物理の教師となったのです。 ウィキペディア+2kenshoku-bank.com+2】

オームの法則は、実の所はイギリスの
キャヴェンディッシュが先に発見していたようです。
その時点で体系化もされておらず、見逃されていました。
そして、キャンデビッシュは存命中に発表しませんでした。

【参考；ヘンリー・キャヴェンディッシュ（Henry Cavendish）は電流と電位差の関係を示唆
するような実験を行っていた可能性がありますが、彼はその理論を体系化して「オームの法則」
として発表したわけではありません。 uec-programming.com+2ウィキペディア+】

オームはキャヴェンディッシュと意見交換

することなく独自に法則を

確立していて論文にまとめました。

オームの電子把握について

また、オーム自身は導体内での電子の挙動に関して
近接作用の側面から「論じようとしていた」ようですが
そんなエピソードからも目に見えないミクロな現象を
組み立てていく為に検証をしていく難しさを感じます。
正確には、電子という概念はまだ確立されていませんでした。

オームは電気現象を数学的なモデル
（ガルバーニ電池、導線の長さと抵抗など）で扱い、
電子論的な記述はしていません。実際のところ、
オームの業績は電位差（電圧）、電流、抵抗の関係を
定量的に示すものであり、電子の運動を
直接観測・モデル化するものではなかった点に注意が必要です。

オームの時代には、まだ電子という概念は存在していませんでした。
そのため彼は電気の正体を直接説明したのではなく、
電位差（電圧）・電流・抵抗の関係を実験によって定量化しました。
後に電子の存在が明らかになることで、オームの法則は導体内部で
起こる現象とも結び付けて理解されるようになります。

その時に電球（ライト）が点くのです。

相異なる物理量を抽出して結び付けていったのです。

そんな作業を一つ一つ進める困難の中、

原理を確立して社会に意義を問いかけた結果として、

現代に多大な功績を残し、オームの名は抵抗値の

単位として今後も使われていきます。

補足：一次情報・史実（調査による補足）

正確を期す為に以下、オームの研究・生涯について、一次情報または信頼性の高い史実をもとに補足します。

• 著書
  オームの代表作は 1827年の Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet（ガルバニ電流の数学的研究）で、ここで彼は電位差 (V)、電流 (I)、導線の長さ・断面積などから抵抗 R を導入し、比例関係を数学的に述べています。 ウィキペディア+1

• 教育背景
  オームは幼少期に父から家庭教育を受け、数学や物理、哲学などを学びました。 ウィキペディア

• キャリア

  • 1811年：エアランゲン大学で博士号取得。 ウィキペディア

  • 1813年：バンベルク (Bamberg) の学校で数学・物理教師。 ウィキペディア

  • 1817年：ケルン (Cologne) ギムナジウム (イエズス会) 教師。 ウィキペディア

  • 1833年：ニュルンベルクのポリテクニック (工科学校) 教師。 ウィキペディア

  • 1852年：ミュンヘン大学で実験物理の教授。 ウィキペディア

• 業績評価

  • 1841年：イギリス王立協会 (Royal Society) よりコプリー・メダル受賞。 ウィキペディア

  • 生涯独身、生涯を通じて実験・理論の研究に専念。 kenshoku-bank.com+1

関連する物理学者（電磁気学の系譜）

◀ 前の人物：エルステッド（1777–1851）

▶ 次の人物：ファラデー（1791–1867）

この分野の物理学者

• アンペール
• エルステッド
• オーム
• ファラデー
• マクスウェル

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Ohm who found Ohm’s law

Its name is Georg Simon Ohm. Famous for Ohm’s law.

Ohm’s law is indispensable and very clear when discussing circuits quantitatively, so it can be explained from the elementary school level.

It is easy to understand when teaching science to children, and it is clear as an example where experiments and principles are connected.

The voltage value; E is the product of the utility pole value; I and the resistance value; R. E = RI.

Background of the establishment of Ohm’s law

Ohm was self-taught in mathematics, especially geometry, and had a time to make a living as a teacher before entering his research life. He then sent a manuscript on geometry to King Prussian, who was evaluated for the treatise and had the opportunity to teach physics at the Gymnasium in Cologne.

It was very good for Ohm after that that the laboratory there was well equipped.

Ohm’s law, in fact, seems to have been discovered earlier by Cavendish in England, but he did not announce it during his lifetime.

Ohm established his own law without exchanging opinions with Cavendish and summarized it in his treatise.

About electronic grasp of Ohm

Also, Ohm himself seems to have argued about the behavior of electrons in the conductor as a result of proximity action, but even from such an episode, it is difficult to verify in order to assemble a micro phenomenon that is invisible. I feel it.

After the concept of static electricity is established, it is possible to recognize that electrons are accumulating, and when an isotope is brought close to the accumulated one, electricity flows. At that time, the light bulb arrives.

He extracted and linked the physical quantities that he had struck.

In the midst of the difficulty of proceeding with such work one by one, the name of Ohm, who established the principle and questioned the significance of society and left a great deal of achievement in modern times, will continue to be used as a unit of resistance value.