Magnetismus<meta http-equiv="Content-type" content="text/html; charset=utf-8"> <link rel="shortcut icon" href="../../favicon.ico"><link rel="stylesheet" href="../../wikistatic.css"></head> <body><div id=topbar><table width='98%' border=0><tr><td><a href="../../h/ha/hauptseite.html" title="Hauptseite">Hauptseite</a> | <b><a href="http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus" title="Magnetismus">Aktueller Wikipedia-Artikel</a></b></td> <td align=right nowrap><form name=search class=inline method=get action="../../../search/search.html"><input name=search size=19><input type=submit value=Search></form></td></tr></table></div> <div id=article><h1>Magnetismus</h1><strong>Magnetismus</strong> ist ein <A HREF="../../p/ph/physik.html" title="Physik">physikalisches</A> Phänomen, durch das Gegenstände/Teilchen anziehende oder abstoßende <A HREF="../../k/kr/kraft.html" title="Kraft">Kräfte</A> und/oder <A HREF="../../m/mo/moment__physik_.html" title="Moment (Physik)">Momentee</A> auf andere Gegenstände/Teilchen ausüben können. Magnetismus entsteht durch die Bewegung von <A HREF="../../e/el/elektrizita_t.html" title="Elektrizität">elektrischen</A> Ladungen oder durch den <A HREF="../../s/sp/spin.html" title="Spin">Spin</A> der Elementarteilchen.<p> Der Magnetismus von Festkörpern hat seinen Ursprung im Magnetismus der <A HREF="../../a/at/atom.html" title="Atom">Atome</A>/<A HREF="../../i/io/ion__chemie_.html" title="Ion (Chemie)">Ionen</A> und <A HREF="../../e/el/elektron.html" title="Elektron">Elektronen</A>, aus denen er aufgebaut ist. Im engeren Sinne spricht man nur dann von einem magnetischen Material, wenn die elementaren magnetischen Momente so ausgerichtet sind, dass sie sich zumindest nicht vollständig gegenseitig kompensieren, der Stoff also eine makroskopische <A HREF="../../m/ma/magnetismus.html" title="Magnetismus">Magnetisierung</A> aufweist. Bekannte Beispiele sind die <A HREF="../../f/fe/ferromagnetismus.html" title="Ferromagnetismus">ferromagnetischen</A> <A HREF="../../m/me/metall.html" title="Metall">Metalle</A> <A HREF="../../e/ei/eisen.html" title="Eisen">Eisen</A>, <A HREF="../../n/ni/nickel.html" title="Nickel">Nickel</A> und <A HREF="../../k/ko/kobalt.html" title="Kobalt">Kobalt</A> oder auch das <A HREF="../../m/mi/mineral.html" title="Mineral">Mineral</A> <A HREF="../../m/ma/magnetit.html" title="Magnetit">Magnetit</A>. Aber auch wenn ein Stoff keine makroskopische Magnetisierung aufweist, kann er von Magnetfeldern beeinflusst werden; solche Effekte sind in der Regel jedoch viel zu schwach, um sie im Alltag beobachten zu können. Die <A HREF="../../m/ma/magnetochemie.html" title="Magnetochemie">Magnetochemie</A>, ein Teilbereich der <A HREF="../../p/ph/physikalische_chemie.html" title="Physikalische Chemie">Physikalischen Chemie</A> untersucht die magnetischen Eigenschaften von Substanzen.<p> <div style="float:right; text-align:center; padding:15px"> <br> <small>Magnetfeld um einen Stabmagneten</small></div><p> <p><table border="0" id="toc"><tr><td align="center"> <b>Table of contents</b> <script type='text/javascript'>showTocToggle("show","hide")</script></td></tr><tr id='tocinside'><td align="left"> <div style="margin-left:2em;"> </div> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Grundlagen">1 Grundlagen</A><BR> <div style="margin-left:2em;"> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetfelder">1.1 Magnetfelder</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetische Dipole">1.2 Magnetische Dipole</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetische Monopole">1.3 Magnetische Monopole</A><BR> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetismus in Materie">2 Magnetismus in Materie</A><BR> <div style="margin-left:2em;"> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetisches Moment von Elementarteilchen">2.4 Magnetisches Moment von Elementarteilchen</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetisches Moment von Atomen">2.5 Magnetisches Moment von Atomen</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetismus von Festkörpern">2.6 Magnetismus von Festkörpern</A><BR> </div> <A CLASS="internal" HREF="#Elektromagnetismus">3 Elektromagnetismus</A><BR> <A CLASS="internal" HREF="#Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften">4 Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften</A><BR> </td></tr></table><P> <A NAME="Grundlagen"><H2>Grundlagen</H2><p> <A NAME="Magnetfelder"><H3>Magnetfelder</H3><p> Magnetische Kräfte werden durch die Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt. Die Geschwindigkeit (in Betrag und Richtung), sowie die Größe (Betrag und Vorzeichen) der bewegten Ladungen bestimmen die Stärke und Richtung der magnetischen Kräfte. Die Entstehung und das Verhalten der Felder, die diesen Kräften zugrunde liegen, werden durch die <A HREF="../../m/ma/maxwellsche_gleichungen.html" title="Maxwellsche Gleichungen">Maxwellgleichungen</A> beschrieben. Anders als beim <A HREF="../../e/el/elektrostatik.html" title="Elektrostatik">elektrischen Feld</A> gibt es beim Magnetfeld keine magnetische Ladung (magnetischer Monopol) als Quellen des <A HREF="../../f/fe/feld__physik_.html" title="Feld (Physik)">Feldes</A>. Das Magnetfeld ist also quellenfrei. Im Gegensatz zu den Feldlinien elektrischer Felder, die an elektrischen Ladungen beginnen und enden können (in der <A HREF="../../e/el/elektrostatik.html" title="Elektrostatik">Elektrostatik</A> ist das sogar stets der Fall), sind magnetische Feldlinien also stets geschlossen.<p> <A NAME="Magnetische Dipole"><H3>Magnetische Dipole</H3><p> Wenn sich Ladungsträger auf einer geschlossenen Bahn bewegen, zeigen die Feldlinien des Magnetfeldes im Inneren der Bahn alle in dieselbe Richtung. Das Ergebnis nennt man <strong>magnetischen</strong> <A HREF="../../d/di/dipol.html" title="Dipol">Dipol</A>. Das Produkt aus Ladungsträgerstrom und von ihm umflossener Fläche nennt man <strong>magnetisches Dipolmoment</strong> oder kurz <strong>magnetisches Moment</strong>. Die beiden Pole eines magnetischen Dipols werden auch <strong>Nordpol</strong> und <strong>Südpol</strong> genannt. Wenn ein magnetischer Dipol in ein Magnetfeld gebracht wird, strebt er danach, sich zu diesem Feld auszurichten. Dieser Effekt wird zum Beispiel beim magnetischen <A HREF="../../k/ko/kompass.html" title="Kompass">Kompass</A> ausgenutzt, in dem sich die Kompassnadel, ein magnetischer Dipol, nach dem <A HREF="../../e/er/erdmagnetfeld.html" title="Erdmagnetfeld">Erdmagnetfeld</A> ausrichtet.<p> <A NAME="Magnetische Monopole"><H3>Magnetische Monopole</H3><p> Von <A HREF="../../p/pa/paul_a__m__dirac.html" title="Paul A. M. Dirac">Paul A. M. Dirac</A> stammte die Spekulation, es gäbe magnetische Monopole. Diese Spekulation hat vor allem den Vorteil, dass der Nachweis eines einzigen magnetischen Monopols erklären könnte, warum die elektrische Ladung stets nur in ganzzahligen Vielfachen der <A HREF="../../e/el/elementarladung.html" title="Elementarladung">Elementarladung</A> auftritt. Trotz intensiver Bemühungen konnte bisher allerdings die Existenz eines solchen Teilchens nicht nachgewiesen werden.<p> <A NAME="Magnetismus in Materie"><H2>Magnetismus in Materie</H2><p> <A NAME="Magnetisches Moment von Elementarteilchen"><H3>Magnetisches Moment von Elementarteilchen</H3><p> Elementarteilchen besitzen ein jeweils charakteristischs <A HREF="../../m/ma/magnetisches_moment.html" title="Magnetisches Moment">Magnetisches Moment</A> . <p> <table border="1" ><tr> <caption >Magnetisches Moment einiger <A HREF="../../e/el/elementarteilchen.html" title="Elementarteilchen">Elementarteilchen</A> </caption> <tr > <th >Elementarteilchen </th><th >Bezeichnung </th><th > </td></tr><tr > <td > Elektron </td><td > </td><td > </td></tr><tr > <td > Myon </td><td > </td><td > </td></tr><tr > <td > Proton </td><td > </td><td > </td></tr><tr > <td > Neutron </td><td > </td><td > </td></tr><tr > </tr></table><p> <A NAME="Magnetisches Moment von Atomen"><H3>Magnetisches Moment von Atomen</H3><p> Das <A HREF="../../m/ma/magnetisches_moment.html" title="Magnetisches Moment">magnetische Moment</A> eines Atoms setzt sich zusammen aus dem Beitrag der Elektronenhülle (Hüllenmoment), und dem im allgemeinen viel schwächeren Kernbeitrag (Kernmoment).<p> Zum Hüllenmoment tragen das Bahnmoment, das mit dem <A HREF="../../b/ba/bahndrehimpuls.html" title="Bahndrehimpuls">Bahndrehimpuls</A> der <A HREF="../../e/el/elektron.html" title="Elektron">Elektronen</A> verknüpft ist, und das durch den <A HREF="../../e/el/elektronenspin.html" title="Elektronenspin">Elektronenspin</A> bestimmte Spinmoment bei. Die Summe der magnetischen Momente der Elektronen einer voll gefüllten (Sub-)Schale ergibt jeweils null, sodass Atome, die keine teilgefüllten Schalen besitzen, kein permamentes Hüllenmoment aufweisen. Im äußeren Magnetfeld wird jedoch ein magnetisches Moment induziert, das seiner Entstehung entgegenwirkt (abstoßende <A HREF="../../k/kr/kraft.html" title="Kraft">Kraft</A> im inhomogenen Magnetfeld). Atome mit dieser Eigenschaft nennt man <A HREF="../../d/di/diamagnetismus.html" title="Diamagnetismus">diamagnetisch</A>. Atome mit teilgefüllten Schalen weisen hingegen ein permamentes Hüllenmoment auf. Solche Atome heißen <A HREF="../../p/pa/paramagnetismus.html" title="Paramagnetismus">paramagnetisch</A>. Auch wenn das Kernmoment sehr klein ist, läßt es sich nicht nur nachweisen (<A HREF="../../n/nm/nmr.html" title="NMR">NMR</A>, "Nuclear Magnetic Resonance" = Kernmagnetische Resonanz), sondern auch praktisch anwenden (z.B. <A HREF="../../m/ma/magnetresonanztomografie.html" title="Magnetresonanztomografie">Kernspintomografie</A>).<p> <A NAME="Magnetismus von Festkörpern"><H3>Magnetismus von Festkörpern</H3><p> Beim Magnetismus von Festkörpern handelt es sich um ein kooperatives Phänomen. Selbst wenn die Bausteine (<A HREF="../../a/at/atom.html" title="Atom">Atome</A>, <A HREF="../../i/io/ion__chemie_.html" title="Ion (Chemie)">Ionen</A>, (quasifreie <A HREF="../../e/el/elektron.html" title="Elektron">Elektronen</A>), aus denen der <A HREF="../../f/fe/festka_rper.html" title="Festkörper">Festkörper</A> aufgebaut ist, nichtverschwindende magnetische Momente tragen, weisen nur wenige Materialien eine makroskopische <A HREF="../../m/ma/magnetismus.html" title="Magnetismus">Magnetisierung</A> auf. In der Regel sind die elementaren magnetischen Momente so ausgerichtet, dass sie sich gegenseitig kompensieren. Der Grund dafür ist, dass die Valenzelektronen, die die magnetischen Eigenschaften der Atome bestimmen, nun zur chemischen Bindung beitragen. Bei der Verteilung der Elektronen auf die neuen Bindungszustände wird die gegenseitige Orientierung der Elektronen durch die <A HREF="../../a/au/austauschwechselwirkung.html" title="Austauschwechselwirkung">Austauschwechselwirkung</A> bestimmt. Diese ist in der Regel für eine parallele Ausrichtung der magnetischen Momente energetisch ungünstig. Eine Ausnahme davon stellen z.B. die <A HREF="../../a/a_/a_bergangsmetalle.html" title="Übergangsmetalle">Übergangsmetalle</A> <A HREF="../../e/ei/eisen.html" title="Eisen">Eisen</A>, <A HREF="../../n/ni/nickel.html" title="Nickel">Nickel</A> und <A HREF="../../k/ko/kobalt.html" title="Kobalt">Kobalt</A> dar. Solche Stoffe nennt man <A HREF="../../f/fe/ferromagnetismus.html" title="Ferromagnetismus">ferromagnetisch</A> (von lat. <em>ferrum</em>, Eisen). Ab einer bestimmten Temperatur, der sog. Curie-Temperatur (nach <A HREF="../../m/ma/marie_curie.html" title="Marie Curie">Marie Curie</A>, Nobelpreis Physik 1903, Chemie 1911), überwiegt die thermische Energie die Energie der Austauschwechselwirkung, und die ferromagnetische Ordnung wird aufgebrochen. Der Festkörper geht dann in die paramagnetische Phase über. Zu <A HREF="../../w/we/weia_sche_bezirke.html" title="Weißsche Bezirke">Domänenn</A> im Ferromagneten siehe auch <A HREF="../../f/fe/ferromagnetismus.html" title="Ferromagnetismus">Ferromagnetismus</A>.<p> Die ferromagnetische Ordnung ist ein Spezialfall der magnetischen Ordnung. Neben dem ungeordneten Zustand gibt es noch andere Formen der magnetischen Ordnung, darunter <A HREF="../../a/an/antiferromagnetismus.html" title="Antiferromagnetismus">Antiferromagnetismus</A> und Spindichtewellen.<p> <A NAME="Elektromagnetismus"><H2><A HREF="../../e/el/elektrodynamik.html" title="Elektrodynamik">Elektromagnetismus</A></H2> Eine konstante Bewegung von Ladungsträgern bewirkt ein magnetisches Feld das folgenden Regeln folgt:<p> <ul><li> Für einen elektrischen Strom, der durch einen Draht fließt, lässt sich die Richtung des Magnetfelds mit Hilfe der "Rechte-Hand-Regel" bestimmen: Wenn die rechte Hand als Anschauungsmodell genommen wird, symbolisiert der Daumen die konventionelle/technische Stromrichtung (entgegen dem Elektronenfluss) und die übrigen Finger zeigen die Richtung an, in der das Magnetfeld den Draht umgibt. <p> </li><li> Für einen Kreisstrom gilt: wenn die Finger der rechten Hand in Richtung des Elektronenflusses gekrümmt sind, zeigt der Daumen in Richtung des magnetischen Nordpols.<p> </li><li> Eine andere Regel hierzu ist die so genannte Rechtsschraubenregel.<p> </li><li> Messung von magnetischen Feldern ist mit Hallsonden möglich.<p> </li></ul>In elektrische Leitern die sich durch ein magnetisches Feld bewegen wird eine Spannung und gegebenenfalls ein Stromfluss <A HREF="../../i/in/induktion__elektrotechnik_.html" title="Induktion (Elektrotechnik)">Induziert</A>.<p> Zeitlich veränderliche Bewegung von Ladungsträgern resultiert in einer differenzialen Veränderung im <A HREF="../../e/el/elektrostatik.html" title="Elektrostatik">Elektrostatischen</A> und Magnetischen Feld ihrer Umgebung. Man spricht von <A HREF="../../e/el/elektromagnetische_welle.html" title="Elektromagnetische Welle">elektromagnetischen Wellen</A> wenn die <A HREF="../../f/fr/frequenz.html" title="Frequenz">Frequenz</A> der Veränderung sich in gegebenen Medien ausbreitet. <A HREF="../../l/li/licht.html" title="Licht">Licht</A> (egal ob sichtbar oder unsichtbar) und <A HREF="../../r/ru/rundfunk.html" title="Rundfunk">Rundfunk</A> sind die bekanntesten Formen dieses Prinzipes. Aber auch in der Metallverarbeitung (Induktionsöfen) und zum Erhitzen von sogar nichtleitenden Substanzen kommt diese Form des Elektromagnetismus zur Anwendung (<A HREF="../../m/mi/mikrowellenherd.html" title="Mikrowellenherd">Mikrowellenherd</A>). <p> <p> Andere zum Thema passende Wiki:<p> <ul><li> <A HREF="http://www.mineralienatlas.de/phpwiki/index.php/Magnetismus" class="external">Mineralienatlas (Magnetismus)</A><p> </li></ul><A NAME="Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften"><H2>Magnetismus jenseits der Naturwissenschaften</H2><p> Umgangssprachlich wird der Begriff Magnetismus auch für menschliche Verhaltensweisen gebraucht. Man spricht davon, dass jemand von einer Person oder Sache <em>magnetisch</em> angezogen wird.<p> Der Arzt <A HREF="../../f/fr/franz_anton_mesmer.html" title="Franz Anton Mesmer">Franz Anton Mesmer</A> entwickelte eine Theorie, die <A HREF="../../1/17/1784.html" title="1784">1784</A> von der französischen Akademie der Wissenschaften geprüft und verworfen wurde, nach der ein Fluidum, das Mesmer als <strong>Magnetismus animalis</strong> bezeichnete, von Mensch zu Mensch übertragbar sei und bei der <A HREF="../../h/hy/hypnose.html" title="Hypnose">Hypnose</A> und bestimmten Heilverfahren (<em>Mesmersche Streichungen</em>) eine Rolle spielen sollte.<p> <em>siehe auch:</em> <A HREF="../../d/du/durchflutung.html" title="Durchflutung">Durchflutung</A> - <A HREF="../../j/jo/johann_ulrich_wirth.html" title="Johann Ulrich Wirth">Johann Ulrich Wirth</A><p> <p> <p> <p> <p> <p></div><br><div id=footer><table border=0><tr><td> <small>Dies ist ein Artikel aus der freien Enzyklopädie <a href="http://de.wikipedia.org">Wikipedia</a>. Stand: August 2004. Der Artikel steht unter der <a href="http://www.gnu.org/licenses/fdl.txt">GNU Free Documentation License</a>.</small></td></tr></table></div>