Magnetisches Feld
Ein magnetisches Feld ist der Zustand des Raumes um Magnete, durch den auf andere Magnete oder Stoffe mit magnetischen Eigenschaften Kräfte ausgeübt werden.
Im Raum um einen Magneten wirken auf andere Magnete oder auf andere Stoffe mit magnetischen Eigenschaften Kräfte. Diese Kräfte gehen vom magnetischen Feld aus, das jeden Magneten umgibt. Ähnlich wie beim elektrischen Feld werden durch einen Magneten die Eigenschaften des Raumes um ihn herum verändert. Diese veränderten Eigenschaften sind messbar und zeigen sich vor allem darin, dass der Raum in der Lage ist, eine Kraftwirkung auf weitere Magneten auszuüben. Änderungen in der Stärke des magnetischen Feldes breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (c = 300 000 km/s) durch den Raum hindurch aus. Sie verursachen immer das Auftreten eines elektrischen Feldes.
Magnetische Felder kann man sich mithilfe von Feldlinien veranschaulichen. Untersucht man in Experimenten die Kraftwirkung eines Magnetfeldes auf einen kleinen Probemagneten, dann ergeben sich folgende Resultate:
Magnetfeld um einen Stabmagneten, veranschaulicht mit Eisenfeilspänen
Magnetisches Feld - Ausrichtung von Eisenfeilspänen an einem Magneten
Lothar Meyer, Potsdam
1. Jeder Magnet besitzt zwei Stellen, an denen die Kraft auf einen Probekörper besonders groß ist. Man nennt diese Stellen magnetische Pole des Feldes.
2. An einer dieser Stellen wird der Probemagnet angezogen, an der anderen Stelle wird er abgestoßen. Aus diesem Grund unterscheidet man zwischen dem magnetischen Nordpol und dem magnetischen Südpol. Dabei gilt: Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an.
3. Wenn man zwei anziehende Magnete frei gibt, bewegen sie sich beschleunigt aufeinander zu. Nach dem Satz von der Energieerhaltung, muss die kinetische Energie der bewegten Magneten aus einer anderen Energieform stammen. Daher ist davon auszugehen, dass im Magnetfeld Energie gespeichert ist. Man nennt diese Energie magnetische Energie.
Kräfte zwischen Magnetpolen
Insgesamt ergeben sich folgende Eigenschaften von Magnetfeldern.
- Magnetfelder üben eine Kraft auf andere Magnete oder magnetische Stoffe aus.
- Änderungen im Magnetfeld breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
- Jedes Magnetfeld hat einen Nord- und einen Südpol. Noch nie hat man ein Magnetfeld beobachtet, das nur einen Pol besessen hat. Solche Felder gibt es nicht.
- In magnetischen Feldern ist Energie gespeichert.
Anziehende Kräfte zwischen Magnetpolen
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