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    Ratgeber

     Magnetismus

    Magnetismus und magnetische Kräfte sind uns allen vertraut. Aber was steckt eigentlich dahinter? In unserem Ratgeber lernen Sie die wichtigsten Grundlagen des Magnetismus kennen ⎼ ohne Formeln und allzu tiefen Einstieg in die Physik.



    Was ist Magnetismus?

    Magnetismus ist ein physikalisches Phänomen, das sich in der Kraftwirkung zwischen Magneten oder anderen magnetisierten oder magnetisierbaren Objekten zeigt. Außerdem übt Magnetismus eine Kraft auf bewegte elektrische Ladungen aus. Ursprung ist ein Magnetfeld, das von den Objekten selbst oder auf elektrische Weise erzeugt wird.

    Schon in der Antike wurden magnetische Magnetitkristalle entdeckt. Magnetit ist wie Magnesium nach Magnesia benannt, einem Gebiet in Thessalien im alten Griechenland. Verantwortlich für den Magnetismus von Magnetit ist das darin vorhandene Eisen, lateinisch „Ferrum“. Daraus resultiert auch der Begriff „Ferromagnetismus“. Die bekanntesten Effekte treten bei ferromagnetischen Materialien auf. Sie werden von Magnetfeldern stark angezogen und lassen sich zu Dauermagneten magnetisieren, um dann selbst Magnetfelder zu erzeugen. Nur wenige Stoffe sind ferromagnetisch, die häufigsten sind Eisen, Kobalt und Nickel sowie deren Legierungen, unter anderem mit seltenen Erden wie Gadolinium, Neodym oder Samarium.

    Es gibt natürliche und künstliche Magnete, sie alle besitzen zwei Pole, den Nordpol und den Südpol. Der Nordpol eines Magneten stößt den Nordpol eines anderen Magneten ab und zieht den Südpol eines anderen Magneten an. Zwei Südpole stoßen sich gegenseitig ab.

    Da die Erde ebenfalls ein Magnetfeld besitzt – mit ihrem magnetischen Südpol in der Nähe des geografischen Nordpols und ihrem magnetischen Nordpol in der Nähe des geografischen Südpols – wird ein frei rotierender Magnet immer die Nord-Süd-Richtung einnehmen. Daraus leiten sich die Namen der Pole eines Magneten ab. Der Einfachheit halber, allerdings etwas verwirrend, nennt man den Südpol des Erdmagneten den magnetischen Nordpol und den Nordpol des Erdmagneten den magnetischen Südpol.

    Ein in der Physik verwandtes Phänomen ist der Elektromagnetismus, ein durch elektrischen Strom erzeugter Magnetismus. Elektromagnetismus beschreibt ein den gesamten Raum umfassendes Vektorfeld, das aus zwei Komponenten besteht: dem elektrischen und dem magnetischen Feld. Die beiden Komponenten bewegen sich immer senkrecht zueinander mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum. Zur bildhaften Erklärung dieser Anordnung wird gerne die Rechte-Hand-Regel herangezogen, eine gängige Eselsbrücke für das Verständnis der Orientierung von Achsen im dreidimensionalen Raum.

    Die meisten der verschiedenen Links- und Rechtsregeln ergeben sich aus der Tatsache, dass die drei Achsen des dreidimensionalen Raums zwei mögliche Orientierungen haben. Man kann dies sehen, wenn man die Hände mit den Handflächen nach außen und zusammenhält, wobei die Finger gekrümmt und der Daumen ausgestreckt ist. Wenn die Krümmung der Finger eine Bewegung von der ersten oder X-Achse zur zweiten oder Y-Achse darstellt, dann kann die dritte oder Z-Achse entlang der beiden Daumen zeigen.

    Für einen Elektromagneten heißt das: Die Feldlinien der Magnetspule zeigen alle in die positive Z-Richtung. Da es keinen magnetischen Monopol gibt, treten die Feldlinien am +Z-Ende aus, machen eine Schleife außerhalb der Helix und treten am -Z-Ende wieder ein. Das +Z-Ende, an dem die Linien austreten, ist als Nordpol definiert. Wenn die Finger der rechten Hand in Richtung der Kreiskomponente des Stroms gekrümmt sind, zeigt der rechte Daumen auf den Nordpol.



    Die wichtigsten Eigenschaften des Magnetismus

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