Magnete
PharmaWikisynonym: Magnetismus, Magnetfelder
Magnetismus im AlltagMagnete kennen wir aus dem Alltag zum Beispiel als metallische Gegenstände, welche wir verwenden, um Notizen oder Postkarten am Kühlschrank oder einer Tafel vorübergehend zu befestigen. Oder vom Schliessen des Smartphoneetuis. Dabei fällt auf, dass ein Metall an einem anderen „kleben“ bleibt. Das ist eine aussergewöhnliche Beobachtung, die wir zum Beispiel von zwei gewöhnlichen Steinen nicht erwarten. Es muss also eine Kraft zwischen den Objekten wirken, welche sie zusammenbringt. Der Magnetismus übt eine grosse Faszination aus, denn er wird in der Natur makroskopisch nur bei wenigen Mineralien (wie Magnetit) und Metallen (nur Eisen, Cobalt, Nickel) beobachtet. Sie werden als ferromagnetisch und als Permanentmagnete (Dauermagnete) bezeichnet.
Eine weitere Beobachtung aus dem Alltag ist, dass sich die metallische Nadel eines Kompasses wie eine Fahne im Wind nach Norden ausrichtet. Unser Planet ist aufgrund seines flüssigen Eisenkerns tief im Innern ebenfalls ein Magnet. Im Unterschied zur Gravitation ist der Magnetismus für uns Menschen aber nicht direkt wahrnehmbar. Tiere wie die Zugvögel können sich jedoch nach dem Magnetfeld orientieren. Es besteht eine Fernwirkung ohne den direkten Kontakt zwischen magnetischen und metallischen Materialen.
Eigenschaften von MagnetenBeim Experimentieren mit Magneten stellen wir nicht nur eine Anziehung, sondern auch eine Abstossung fest. Der Grund dafür ist, dass die Magnete über zwei unterschiedliche Pole verfügen, nämlich einen sogenannten Nord- und einen Südpol. Die Symbole dafür lauten N und S. Wie bei den elektrischen Ladungen stossen sich gleiche Pole ab und unterschiedliche Pole ziehen sich an. Der geographische Nordpol der Erde entspricht dem magnetischen Südpol. Werden Magnete geteilt, so entstehen zwei neue mit je zwei neuen Polen.
Magnete, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWiki
Wird ein Stabmagnet unter eine Glasplatte mit Eisenspänen gelegt, zeigt sich am entstehenden Muster, dass von Magneten ein sogenanntes Magnetfeld ausgeht und es können geschlossene magnetische Feldlinien identifziert werden. Die Stärke des Feldes (Feldstärke, Flussdichte) hat das Symbol B und die Einheit Tesla.
Magnetismus ist mit geeigneten Materialen auch übertragbar, denn er induziert Veränderungen in empfindlichen Materialien. Es wird zwischen magnetisierten und magnetisierbaren Stoffen unterschieden.
Ursachen für den MagnetismusDas physikalische Phänomen des Magnetismus ist die Folge der Bewegung von elektrischen Ladungen oder des magnetischen Moments von Elementarteilchen. Fliesst beispielsweise ein elektrischer Strom durch einen als Spule aufgewickelten Kupferdraht, entsteht ein sogenannter Elektromagnet. Auch ein einzelner Draht wird magnetisch, aber die Spule verstärkt den Effekt, vor allem, wenn zusätzlich ein Eisenkern im Innern hinzugefügt wird. Dies funktioniert bei der elektromagnetischen Induktion auch umgekehrt. Durch die Bewegung von Magneten kann in einem Leiter eine Spannung erzeugt werden. Die Elektrizität und der Magnetismus sind also eng miteinander verbunden.
AnwendungsgebieteIn unserer modernen Welt exisiteren zahlreiche Anwendungsgebiete für den Magnetismus. Im Folgenden sind einige Beispiele aufgelistet:
- Befestigung von Gegenständen
- Schliessen von Türen und Schränken
- Verschlüsse, z.B. für Kleider und Schmuck
- Lautsprecher, Kopfhörer, Mikrophon
- Induktionsherd
- Festplatten, Computer, Magnetbänder
- Spielzeug für Kinder
- Kreditkarten
- Elektromagnete
- Elektromotoren, Generatoren
- Elektrische Geräte (z.B. Spulen)
- Magnetresonanztomografie (MRT) im Krankenhaus
- NMR-Spektroskopie
- Kompasse
Es muss darauf geachtet werden, dass Magnete nicht in Kontakt mit elektronischen Geräten, mit Implantaten und mit Kreditkarten kommen. Starke Magnete können metallische Gegenstände in Geschosse verwandeln. Kleinkinder und Säuglinge dürfen Magneten nicht verschlucken.
siehe auchLiteratur- Fachliteratur
- Lehrbücher der Physik
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.
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