Nicht magnetisch sind z.B. Aluminium, Kupfer, Holz, Kunststoff und Glas.
Wichtige Eigenschaften:
- Magnete wirken auch auf Distanz – ohne direkten Kontakt
- Magnete wirken durch viele Materialien hindurch (z.B. Papier, Glas, Wasser)
- Die Anziehungskraft ist an den Polen (den Enden des Magneten) am stärksten
Magnete begegnen uns überall:
- Kühlschrankmagnet: hält Zettel am Kühlschrank fest
- Schrottmagnet: hebt Eisenteile auf einem Schrottplatz hoch
- Kompassnadel: dreht sich im Erdmagnetfeld und zeigt die Himmelsrichtung
- Lautsprecher und Kopfhörer: nutzen Magnete zur Tonerzeugung
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Jeder Magnet hat genau zwei Pole: einen Nordpol (N) und einen Südpol (S).
Grundregel:
- Gleichnamige Pole stoßen sich ab (N↔N oder S↔S)
- Ungleichnamige Pole ziehen sich an (N↔S)
Wichtig: Pole lassen sich nicht trennen! Wenn man einen Magneten durchschneidet, entstehen zwei neue Magnete – jeder mit Nord- und Südpol. Einen einzelnen magnetischen Pol (Monopol) gibt es in der Natur nicht.
Hält man zwei Stabmagnete mit dem Nordpol gegeneinander, spürt man eine Abstoßung. Dreht man einen um, sodass Nord und Süd gegenüberstehen, spürt man eine Anziehung.
Zersägt man einen Stabmagneten in der Mitte, zeigt das Experiment: Beide Hälften sind wieder vollständige Magnete mit je einem Nord- und einem Südpol.
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Das Magnetfeld ist ein Modell für die unsichtbare Kraftwirkung des Magneten im Raum. Mit Feldlinien stellen wir das Magnetfeld dar:
- Feldlinien gehen außen vom Nordpol zum Südpol
- Wo Feldlinien eng beieinanderliegen, ist das Feld stark (z.B. an den Polen)
- Feldlinien sind immer geschlossene Kurven (sie laufen innen vom Südpol zurück zum Nordpol)
Elementarmagnetmodell:
Jeder Magnet besteht aus vielen winzigen Elementarmagneten (magnetisierte Atombereiche):
- Im nicht-magnetisierten Zustand: Elementarmagnete sind ungeordnet → kein Gesamtmagnetismus
- Im magnetisierten Zustand: Elementarmagnete sind ausgerichtet → Magnet wirkt nach außen
- Beim Erhitzen: Elementarmagnete werden durch Wärme ungeordnet → Magnet verliert seine Wirkung
Streut man Eisenpulver auf ein Blatt Papier, das über einem Magneten liegt, ordnet sich das Pulver entlang der Feldlinien an. So werden die unsichtbaren Feldlinien sichtbar gemacht.
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Die Erde verhält sich wie ein riesiger Stabmagnet. Ihr Magnetfeld umhüllt die Erde und schützt uns vor schädlicher Strahlung aus dem Weltall.
Wichtige Fakten:
- Der magnetische Nordpol der Erde liegt in der Nähe des geographischen Südpols
- Der geographische Nordpol liegt in der Nähe des magnetischen Südpols der Erde
- Deshalb zeigt der Nordpol einer Kompassnadel zum geographischen Norden (ungleichnamige Pole ziehen sich an!)
Der Kompass:
Eine drehbare Magnetnadel richtet sich im Erdmagnetfeld aus. Der Nordpol der Nadel zeigt zum geographischen Norden.
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Elektrischer Strom erzeugt ein Magnetfeld. Diesen Zusammenhang entdeckte Hans Christian Ørsted 1820.
Aufbau eines Elektromagneten:
- Eine Spule (viele Windungen eines Drahtes) + ein Eisenkern
- Der Eisenkern verstärkt das Magnetfeld der Spule erheblich
Stärke abhängig von:
- Anzahl der Windungen (mehr Windungen → stärkeres Feld)
- Stromstärke (mehr Strom → stärkeres Feld)
Vorteil gegenüber Dauermagneten: Ein Elektromagnet kann ein- und ausgeschaltet werden.
- Türklingel: Ein Elektromagnet zieht einen Metallbolzen an und erzeugt ein Klackgeräusch
- Schrottmagnet: Riesige Elektromagnete heben Autokarosserien und Eisenteile auf Schrottplätzen
- MRT (Magnetresonanztomografie): Starke Elektromagnete in medizinischen Geräten
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