77 16 Das größte Experiment der Welt Ein wichtiges Einsatzgebiet für ferromagnetische Stoffe sind Festplatten von Computern. In B 16.3 auf S. 74 siehst du, wie eine abgeschälte Festplatte aussieht. Innen befinden sich magnetische Scheiben, zwischen denen winzige Elektromagnete (Kap. 16.2) schweben ( A7 ). Diese besitzen mehrere Schreib-Lese-Köpfe, mit denen die Daten auf diese Platten geschrieben und wieder ausgelesen werden (B 16.15). Wie geht das? B 16.15 Beim Schreiben magnetisiert der Kopf winzige Bereiche der Festplatte, die dann die 0er und 1er darstellen. Beim Lesen wird überprüft, wie diese Bereiche magnetisiert sind. Die Elektromagnete können die Schichten der Festplatte unterschiedlich magnetisieren. Im Prinzip ist das danach so, als würden winzige Permanentmagnete dicht an dicht nebeneinander stehen. Jeder Bereich entspricht entweder einem 0er oder einem 1er. Daten im Computer sind immer als 0er oder 1er gespeichert, egal ob es sich um Bilder, Filme oder Dokumente handelt. Man nennt das digitale Daten. Festplatten drehen sich bis zu 250-mal pro Sekunde. Die Schreib-Lese-Köpfe befinden sich dabei nur etwa 1/100.000 mm über den Scheiben. Es ist kaum zu glauben, aber ein Haar ist etwa 5.000-mal so dick wie dieser Abstand! Pro Sekunde können etwa 1 Milliarde 0er oder 1er auf die Platte geschrieben werden. Festplatten sind technische Wunderwerke! Festplatte Schreib-Lese-Kopf Speicherschicht Magnetische Felder sind oft flach dargestellt, also zweidimensional, so wie in B 16.6 oder B 16.11. Tatsächlich sind sie aber räumlich, also dreidimensional! Du kannst das beim Weicheisen in B 16.9 b sehen. Dort stehen die Eisenfeilspäne am unteren Ende in alle Richtungen weg. Sehr beeindruckend kann man die Dreidimensionalität des magnetischen Feldes mit Ferrofluiden zeigen. Das sind Flüssigkeiten mit klitzekleinen magnetischen Partikeln. In einem Magnetfeld bilden sie igelartige Strukturen aus (B 16.12). B 16.12 Die igelartige Struktur eines Ferrofluids über einem breiten Rundmagneten Sehr gut sieht man die Dreidimensionalität auch beim Magnetfeld der Erde (B 16.13). Dieses entspricht dem Magnetfeld eines Stabmagneten mit rundem Querschnitt und geht, ähnlich geformt wie ein Donut, von den Polen in alle Richtungen weg. Geladene Teilchen von der Sonne werden von diesem Magnetfeld eingefangen und abgelenkt. In der Nähe der Pole können sie in die Atmosphäre eindringen und diese zum Leuchten bringen. Dort entsteht dann das beeindruckende Polarlicht (B 16.1). Wo kommen im Alltag Dauermagnete vor ( A6 )? Augenscheinlich sind die magnetischen Sticker und Pins und auch die Magnetverschlüsse von Türen Dauermagnete. Sie befinden sich aber auch in vielen Elektromotoren (Kap. 17.1, S. 82) und somit im DVDPlayer, im Mikrowellenherd, im Staubsauger, im Mixer, in der Waschmaschine oder der elektrischen Zahnbürste. Außerdem haben alle Lautsprecher einen Dauermagneten und somit auch die Ohrhörer deines Handys (B 16.14). B 16.13 Das Magnetfeld der Erde entspricht dem eines Stabmagneten. Es lenkt die geladenen Teilchen, die von der Sonne zu uns fliegen, ab. Kurz zusammengefasst Ferromagnetismus kommt durch die magnetischen Felder der Elektronen zustande, die man sich auch als Elementarmagnete vorstellen kann. Nur Eisen, Nickel, Cobalt und einige Legierungen sind magnetisch. Solche Stoffe werden zum Beispiel in Motoren, Lautsprechern und Festplatten eingesetzt, um nur einige wenige Beispiele zu nennen. B 16.14 Ohrhörer sind nichts anderes als kleine Lautsprecher, die man sich in die Ohren stöpselt. Links siehst du einen ausgebauten Lautsprecher. Der Pfeil zeigt auf den kleinen Rundmagneten. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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