Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte741/MagnetischeKraft
DEFINITION: Was ist die Magnetische Kraft?
Die magnetische Kraft ist eine fundamentale Kraft, die eine Folge der elektrische Kraft ist. Magnete, die dauerhaft magnetisch sind, heißen Permanentmagneten. Sie bestehen aus zwei Polen: dem magnetischen Nordpol und dem magnetischen Südpol. Gegensätzliche Pole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab.
Je größer der Abstand zwischen den Polen desto geringer ist die Kraftwirkung.
GRUNDLAGEN:
Zerteilt man einen Stabmagneten in 2 Teile, so entstehen zwei neue kleinere Magnete mit wiederum einem Nordpol und einem Südpol. Das kann man theoretisch unendlich oft wiederholen.
Der Pol des Magneten der zum geografischen Nordpol zeigt, heißt Nordpol (rot gekennzeichnet). Der Pol der zum geografischen Südpol zeigt, nennt man Südpol (grün).
Es gibt keine magnetischen Monopole.
Der Betrag der anziehenden oder abstoßenden Kraft wächst mit der Stärke der Pole und sinkt mit der Vergrößerung des Abstandes zwischen den Polen. Also hängt er davon ab, wie weit sich die Magnete auseinander befinden. Vergrößert man den Abstand zwischen zwei Magneten, sinkt der Betrag. Verringert man den Abstand der Magneten, steigt der Betrag.
Modell der Elementarmagnete:
Man kann sich vorstellen einen Magenten immer weiter zu zerteilen, bis man kleinste unteilbare Elementarmagnete hat, die jeweils auch je einen Nordpol und einen Südpol haben. Dieses Modell wird genutzt, um z. B. das Magnetisieren von Eisen zu erklären. In der Realität lassen sich keine solche Elementarmagnete finden. Sie stellt man sich nur vor als Gedankenmodell:
In einem nichtmagnetisiertem Stoff liegen diese Teilchen (kleine Magneten) verstreut. In einem Magneten sind sie hingegegen sind diese kleinen Elementarmagnete regelmäßig angeordnet.
Einen Stoff, der magnetisierbar ist, nennt man ferromagnetisch. Einen Stoff kann man magnetisieren, indem man mit einem Magneten darüberstreicht.
Beispiel: Magnetiesieren eines Weicheisenstabes durch darüberstreichen mit einem Permanentmagneten: die Elementarmagneten liegen danach in geordnet und regelmäßig vor - Der Stab ist magnetisch (Eisen ist ein ferromagnetischer Stoff, der sich durch einen Permanentmagneten magnetieren läßt).
Man entmagnetisiert den Eisenstab, indem man ihn (z. B. mit Feuer) erhitzt oder ihn schlägt (mit dem Hammer). Nach einiger Zeit entmagnetisiert sich der ferromagnetische Gegenstand jedoch von allein (Zeit). Die im Gedankenmodell vorgestellten Elementarmagneten liegen nun wieder ungeordnet vor.
EXPERIMENT: Ist ein Stabmagnet an jeder Stelle gleich stark?
1.) Materialien: 20 Büroklammern, Stabmagnet
2.) Auftrag: Untersuche die Kraft des Magneten!
3.) Skizze:
4.) Ausführung: Lege die Büroklammern auf einen Haufen und tauche den Magneten dort ein
5.) Beobachtung
Am Rand des Magneten (an Nord-und Südpol) bleiben mehr Magneten hängen als in der Mitte des Magneten. Dort bleiben nur wenige Büroklammern hängen.
6.) Auswertung:
In der Mitte des Magneten bleiben weniger Magneten hängen als am Rand (dem Nord-und Südpol). Dort hat der Magnet die stärkste Kraft, in der Mitte ist die Erdanziehungskraft stärker als die Magnetkraft.
Magnetismus im Alltag: Der Kompass
Ein Kompass funktioniert ebenfalls mit Magnetischer Kraft. Dabei orientiert er sich am Nord-und Südpol der Erde. Da die Erde wie ein riesiger Magnet funktioniert, befindet sich am geografischen Nordpol der magnetische Südpol. Dieser Südpol zieht den Nordpol des Kompasses an, dessen Nadel dann zum Geografischen Nordpol(magnetischer Südpol) weißt.
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