75 16 Das größte Experiment der Welt Bei deinen Versuchen ( A1 ) wirst du bemerkt haben, dass ein Magnet ausschließlich Metalle anzieht. Metalle, die andere Metalle anziehen können, nennt man in der Physik ferromagnetisch, was sich vom lateinischen Wort ferrum (= Eisen) ableitet. Wenn diese Stoffe dauerhaft (= permanent) magnetisch sind, spricht man von Dauermagneten oder Permanentmagneten. Ein Dauermagnet zieht aber nicht alle Metalle an, sondern nur Eisen, Nickel, Cobalt und einige Metallmischungen. Zum Beispiel zieht ein Magnet Aluminium nicht an, das im Alltag häufig verwendet wird. Deshalb kann man beim Recycling mit einem Magneten Dosen aus Aluminium und Eisenblech ganz leicht automatisch trennen ( A4 ; B 16.4). B 16.4 Mit einem Elektromagneten (siehe Kap. 16.2) lassen sich magnetische und nichtmagnetische Metalle bequem und automatisch trennen. Aus einer Mischung der Metalle Neodym, Eisen und Bor werden die stärksten Dauermagnete der Welt hergestellt. Man spricht verkürzt von Neodym-Magneten oder anschaulich von Supermagneten (B 16.5). Aber Achtung: Größere Supermagnete können gefährlich sein, weil du dir damit zum Beispiel die Finger oder die ganze Hand einzwicken kannst! Wenn du Eisenfeilspäne auf eine Platte über einen Stabmagneten streust ( A2 ), dann sieht das so aus wie in B 16.6 a. An den beiden Enden bleiben besonders viele Späne haften. Dort ist also die magnetische Kraft am größten ( A3 ). Man nennt diese Stellen Pole. Jeder Magnet besitzt zwei Pole und ist daher ein sogenannter Dipol. Den Nordpol stellt man in Abbildungen immer rot dar, den Südpol immer grün. Magnet Förderband Aludosen (nicht magnetisch) Eisenblechdosen (magnetisch) B 16.5 Selbst kleine Supermagnete sind so stark, dass sie problemlos durch Finger wirken. In dieser Größe sind die Neodym-Magnete aber ungefährlich. Magnetnadeln N Eisenfeilspäne b a N S S B 16.6 a: Das Magnetfeld eines Stabmagneten kann man sehr gut durch Eisenfeilspäne, aber auch durch kleine Kompassnadeln sichtbar machen. b: Oft wird das magnetische Feld auch durch Feldlinien dargestellt. Den Bereich, in dem die magnetische Kraft wirkt, nennt man das magnetische Feld. Es wird durch Linien dargestellt (B 16.6 b). Diese laufen außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol und innerhalb wieder zum Nordpol zurück. Eisenfeilspäne ordnen sich immer entlang dieser Linien und Kompassnadeln zeigen immer genau deren Richtung an (B 16.6 a). Wo und wie entsteht aber Magnetismus? Der Magnetismus entsteht in den Atomen! Jedes Elektron in der Hülle eines Atoms wirkt salopp gesagt wie ein kleiner Stabmagnet. Bei den meisten Atomsorten löschen sich die Magnetfelder der Elektronen gegenseitig aus, weil sie in unterschiedliche Richtungen zeigen. Diese Stoffe sind nach außen hin dann nicht magnetisch. Es gibt aber einige Stoffe, bei denen sich diese kleinen Magnetfelder nicht aufheben. Die Atome dieser Stoffe sind dann nach außen hin schwach magnetisch (B 16.7 a). Bei ferromagnetischen Stoffen stellen sich viele dieser „Atommagnete“ von selbst parallel (b). Solche Bereiche wirken dann wie kleine Stabmagnete (c). Man nennt sie auch Elementarmagnete. Man kann mit diesem einfachen Modell eine Menge Effekte verstehen. Wir sehen uns dazu gleich ein paar Bespiele an. Elektronen Magnetfeld a b c B 16.7 Jedes Elektron in der Hülle eines Atoms wirkt wie ein kleiner Magnet (a). Bei ferromagnetischen Stoffen stellen sich viele dieser „Atommagnete parallel (b) und erzeugen so eine Art winzigen Stabmagneten (c). Man nennt das einen Elementarmagneten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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