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Physik, 12 B-Felder - Das magnetische Feld von Strömen und Spulen

Eigenschaften von Magneten Eigenschaften von Magnetfelder

Übersicht

Hier wird in aller Kürze das aus der Sek I hoffentlich noch vorhandene Grundwissen aufgefrischt.

Eigenschaften von Magneten

Auf einem Tisch liegende Eisennägel werden mit einem Stabmagneten angehoben. Mit den Enden des Stabmagneten kann man besonders viele Nägel anheben.

Die Stellen stärkster Anziehung des Magneten heißen Pole.

 

Kraftwirkung zwischen den Polen:

bullet

Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an.

bullet

Je größer der Abstand zwischen den Polen ist, desto geringer ist die Kraftwirkung.

Man bezeichnet denjenigen Pol eines Magneten, der in die geografische Nordrichtung zeigt, als Nordpol.

Meist wird der Nordpol eines Magneten rot eingefärbt, der Südpol grün. Hierfür gibt es die folgende Merkregel:

Nordpol ® rot
Südpol ® grün

Teilt man einen Stabmagnet, so entstehen zwei kleinere neue Magnete (es gibt keine magnetischen Monopole).

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Eigenschaften von Magnetfeldern

Dieses Java Applet zeigt die Auswirkung der Magnetfelder verschiedener Objekte auf eine Kompassnadel.



Feldlinien gesamt, einzeln durch Doppelclick auf Bild, mit Kompass Feld abtasten

Das Copyright für dieses Applet liegt bei: modifiziert von P. Krahmer

Das Applet funktioniert nur, wenn eine Java-Maschine (Java Runtime Environment, Version 1.4) auf dem Rechner installiert ist. Download-Möglichkeit: Sun Microsystems

Das Video (7,38 MB) zeigt seht schön animiert das Magnetfeld einer Spule, welche von einem anwachsendem Strom durchflossen wird. Das Copyright liegt bei:  The Physics 8.02 Website

Eine weiter Möglichkeit Magnetfelder sichtbar zu machen sind die Bilder aus Eisenfeilspänen.

Dabei ergeben sich folgende Bilder:

Eisenfeilbild eines Hufeisenmagneten

Feldlinienbild eines Hufeisenmagneten

Eisenfeilbild eines Hufeisenmagneten mit Eisenring

Magnetfelder können teilweise durch geeignetes Material (z.B. Eisenring) abgeschirmt werden.

Eisenfeilbild zweier gleichnamiger Pole

Feldlinienbild zwischen zwei gleichnamigen Polen

Eisenfeilbild zweier ungleichnamiger Pole

Feldlinienbild zwischen zwei ungleichnamigen Polen

Die Felder zweier Pole überlagern sich. Die Richtung des resultierenden Felds in einem Punkt kann durch Vektoraddition der Kräfte, welche in diesem Punkt auf einen Nordpol wirken würden, ermittelt werden.

Feldlinien sind räumliche Gebilde, von denen man meist ebene Schnitte zeigt.
Die räumliche Kraftwirkung wird am Feldlinien - Drahtmodell eines Stabmagneten verdeutlicht.

Die Ladungen, die das elektrische Feld erzeugen, werden mit dem Button
Neue Ladung eingegeben. Die Größe der Ladung liegt zwischen -20 und +20.

Die Zahl der Feldlinien, die von einer Ladung ausgehen, entspricht etwa der Größe der Ladung.

Mit der gedrückten rechten Maus kann das Koordinatensystem, und somit das gesamte Feldlinienbild beliebig gedreht werden.

Mit dem Button
Feldlinien wird nach der Drehung das Bild neu erzeugt.

Um Magnetfeldlinien senkrecht zur Zeichenfläche darstellen zu können gilt folgende Vereinbarung:

bullet

In die Zeichenebene reingehende  Feldlinien werden als Kreuz in einem kleinen Kreis dargestellt.

bullet

Aus der Zeichenebene rausgehende Feldlinien werden als Punkt in einem kleinen Kreis dargestellt.

Merkhilfe: Es gibt eine Analogie zwischen dieser Darstellung und einem Pfeil. Zeigt der Pfeil zum Beobachter sieht man die Spitze (= Punkt), weist er vom Beobachter weg sieht man die kreuzförmigen Federn (= Kreuz).

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letzte Änderung: 12.4.2005