Magnete wie Spielzeug, das an Ihrem Kühlschrank zu Hause klebt, oder Hufeisen, die Ihnen in der Schule gezeigt wurden, weisen einige ungewöhnliche Merkmale auf. Außerdem haben sie Stangen.

Vergrößern Sie zwei Magnete. Der Südpol eines Magneten wird vom Nordpol eines anderen angezogen. Der Nordpol eines Magneten stößt den Nordpol des anderen ab.

Magnetischer und elektrischer Strom

Das Magnetfeld wird durch elektrischen Strom erzeugt, dh durch bewegte Elektronen. Elektronen, die sich um einen Atomkern bewegen, tragen eine negative Ladung. Die gerichtete Bewegung von Ladungen von einem Ort zum anderen wird als elektrischer Strom bezeichnet. Ein elektrischer Strom bildet um sich herum ein Magnetfeld.

Dieses Feld mit seinen Kraftlinien bedeckt wie eine Schleife den Weg des elektrischen Stroms wie ein Bogen, der über der Straße steht. Wenn beispielsweise eine Schreibtischlampe eingeschaltet wird und Strom durch die Kupferdrähte fließt, springen die Elektronen im Draht von Atom zu Atom und es entsteht ein schwaches Magnetfeld um den Draht. In Hochspannungsübertragungsleitungen ist der Strom viel stärker als in einer Tischlampe, so dass ein sehr starkes Magnetfeld um die Drähte solcher Leitungen gebildet wird. Elektrizität und Magnetismus sind also zwei Seiten derselben Medaille - Elektromagnetismus.

Elektronenbewegung und Magnetfeld

Die Bewegung der Elektronen in jedem Atom erzeugt ein winziges Magnetfeld um es herum.Ein Elektron, das sich in der Umlaufbahn bewegt, bildet ein wirbelartiges Magnetfeld. Der größte Teil des Magnetfelds wird jedoch nicht durch die Bewegung eines Elektrons in seiner Umlaufbahn um den Kern erzeugt, sondern durch die Bewegung des Elektrons um seine Achse, den sogenannten Elektronenspin. Spin charakterisiert die Rotation eines Elektrons um seine Achse, wie die Bewegung eines Planeten um seine Achse.

Warum Materialien magnetisiert und nicht magnetisiert werden

In den meisten Materialien wie Kunststoffen sind die Magnetfelder einzelner Atome zufällig ausgerichtet und heben sich gegenseitig auf. In Materialien wie Eisen können Atome jedoch so ausgerichtet werden, dass sich ihre Magnetfelder addieren, sodass ein Stück Stahl magnetisiert wird. Atome in Materialien sind in Gruppen verbunden, die als magnetische Domänen bezeichnet werden. Die Magnetfelder einer separaten Domäne sind in eine Richtung ausgerichtet. Das heißt, jede Domäne ist ein kleiner Magnet.

Verschiedene Domänen sind in einer Vielzahl von Richtungen ausgerichtet, dh ungeordnet, und löschen gegenseitig die Magnetfelder. Daher ist ein Stahlband kein Magnet. Wenn es uns jedoch gelingt, die Domänen in eine Richtung auszurichten, sodass sich die Kräfte der Magnetfelder summieren, ist Vorsicht geboten! Das Stahlband wird zu einem starken Magneten und zieht alle Eisengegenstände von einem Nagel zum Kühlschrank.

Interessante Tatsache: Mineralisches magnetisches Eisenerz ist ein natürlicher Magnet. Dennoch werden die meisten Magnete künstlich hergestellt.

Wie machen Magnete

Welche Kraft kann dazu führen, dass Atome eine schlanke Linie bilden, um eine große Domäne zu bilden? Legen Sie das Stahlband in ein starkes Magnetfeld.Allmählich drehen sich alle Domänen nacheinander in Richtung des angelegten Magnetfelds. Während sie sich drehen, ziehen die Domänen andere Atome in diese Bewegung, nehmen an Größe zu und schwellen buchstäblich an. Dann verbinden sich die identisch ausgerichteten Domänen, und jetzt wird das Stahlband bitte zu einem Magneten.

Sie können dies Ihren Kameraden mit einem gewöhnlichen Stahlnagel demonstrieren. Setzen Sie den Nagel in das Magnetfeld eines großen Hufeisenmagneten. Halten Sie es dort einige Minuten lang, bis die Nageldomänen in die richtige Richtung ausgerichtet sind. Sobald dies geschieht, wird der Nagel kurzzeitig zum Magneten. Mit ihm können Sie sogar heruntergefallene Stifte vom Boden aufheben.