Woher nimmt ein Magnet seine Kraft?
Woher kommt die Kraft bzw. welche Kraft führt dazu das zB ein Permanentmagnet permanent ein Magnetfeld aussendet?
6 Antworten
Magnetismus ist eine grundlegende Kraft der Natur. Für naturwissenschaftlich interessierte Laien ist das hier im Medizinerinfo gut erklärt.
http://www.medizinfo.de/magnetfeldtherapie/magnetismus/grundkraft.shtml
Heute weiß man, dass Magnetismus unterschiedliche Erscheinungsformen annimmt, die letztendlich alle auf die Bewegung und elektische Ladung bzw. den Spin von Elementarteilchen zurückzuführen ist. Denn Magnetismus und Elektrizität sind nicht voneinander zu trennen.
Ich würde für einen Laien es zunächst so erklären: Das Elektron kommt aus der Unendlichkeit und wird vom Atomkern angezogen. Dabei vergrößert es seine Geschwindigkeit und gemäß DeBroglie lässt sich ihm eine Materiewelle zuordnen. Es kommt letztlich zu einer 3-dimensionalen stehenden Welle - einem Orbital. Hier lassen sich die Wirkung der elektrischen Ladung und die der magnetischen Kraft nicht mehr voneinander trennen. Sind zwei Elektronen in einem Orbital, so heben sich ihre magnetischen Wirkungen gegeneinander auf. Sind in den Orbitalen ungepaarte Elektronen, so liegt immer Paramagnetismus vor, oft sogar Ferromagnetismus.
Google mal nach Ferromagnetismus, Ferrimagnetismus, Paramagnetismus und Diamagnetismus. Wenn du dann noch weitere Fragen hast, werde ich versuchen dir diese hier zu beantworten.
Ganz einfach:
Das Magnetfeld möchte wie jedes System im Universum seine Energie möglichst gering halten. Warum das so ist? Das weiß niemand! In dem Moment wo du ein Stück Eisen dort hineintust, passiert genau das! Die Energie aus dem Feld wird ans Eisen abgegeben und über die Kraftwirkung beschleunigt das Eisen.
Weitere tiefere Erklärungen dazu gibt es nicht! Die Kräfte beschreiben letztlich nur den Energieübergang. Warum es sie gibt, ist nicht bekannt.
Thorben hat das schon ganz gut erklärt, aber manchmal sind verschiene Ansätze hilfreich. Also:
- Magnetismus ist ein Begleiteffekt der Elektrizität, oder die beiden bilden eine Einheit. Um das wirklich zu verstehen benötigt man die Spezielle Relativitätstheorie. Aber eigentlich reicht es, die Effekte zu verstehen.
- Jede bewegte Ladung erzeut ein Magnetfeld. Und das Magnetfeld ist immer quer zur Bewegungsrichtung. Im Fall eines gerden Drahtes läuft das Magnetfeld also ringförmig um den Draht herum.
- Wenn du den Draht zu einer Spule wickelst, läuft das Magnetfeld also konzentriert durchs Innere der Spule und außen (in den bekannten Feldlinien) wieder zurück zum Anfang. Denn Magnetische Feldlinien bilden immer geschlossene Kreise.
- Solche Elektromagnete ziehen sich gegenseitig an, oder stoßen sich ab, je nach Polung.
- Bislang sprach ich nur von Spulen, aber was hat das mit Dauermagneten zu tun? Da kommen eben die Elektronen in Atomen ins Spiel. Sehr vereinfacht gesagt bewegen die sich auch, um den Atomkern, und auch um sich selbst.
- Wie gesagt heben sich diese Drehungen bei Elektronenpaaren auf, aber wenn ein Stoff ungepaarte Elektronen hat, wirkt jedes Atom wie eine kleine Spule.
- Diese Stoffe nennt man "paramagnetisch", sie werden von einem Magneten angezogen. Es gibt da lustige Videos von flüssigem Sauerstoff, denn der ganz normale Luftsauerstoff hat 2 ungepaarte Elektronen pro Molekül.
- Kommen wir jetzt endlich zum Dauermagneten! Es gibt Materialien, wo sich die ungepaarten Elektronen benachbarter Atome sozusagen zu einem Synchrontanz verabreden. Einmal an einem Magnetfeld ausgerichtet, halten sie die Drehrichtung der Elektronen über Jahre bei. Das nennt man dann Dauermagnet.
Und wenn du dich fragst, warum ich das so kompliziert mache, dann lautet die Antwort:
Einfacher geht's nun mal nicht.
Aber du hast es mit deiner Antwort?
Kritisieren ohne bessere Antwort ist anscheinend eine Hauptbeschäftigung von dir.
Und wenn du genau nachliest, habe ich die Frage beantwortet:
Ein Magnet nimmt die Kraft aus seinem Magnetfeld. Woher das kommt, war nicht gefragt.
Und seien wir ehrlich, wenn einer das nicht beantworten kann, dann ...
Die Fragestellung ist identisch mit:
Woher nimmt der Boden die Kraft, dass ich die ganze Zeit auf ihm stehen kann und nicht einsinke?
DIe Frage ist zusammen mit der Antwort komplett identisch mit deiner gestellten Frage. Du kannst diese Frage mit den gleichen Antworten beantworten.
Warum stellst du dir diese Frage aber vielleicht niemals?
Es könnte sein, dass man, wenn man nicht aufpasst, Kraft mit Energie verwechselt. Dein Ausdruck "ein Magnetfeld aussendet" ordnet dem Magneten ja intuitiv eine aktive und dynamische Rolle zu. Das Magnetfeld um einen Permanentmagneten hat zwar einen Energieinhalt, dieser ist aber statisch und ändert sich nicht. Wenn man nun ein Stück Eisen in diesen Magnetfeld einbringt, dann wird das Eisen ja zum Magneten beschleunigt. Die Energie dazu stammt aus dem Magnetfeld des Magneten. Ist das ein Problem? Nein, denn durch das Einbringen des Eisens ändert sich die Struktur des Magnetfelds, es hat dadurch weniger Energie, lässt man das Eisen los, dann wird es beschleunigt, dadurch ändert sich das Magnetfeld wiederum, es hat dann genau den Anteil an Energie weniger, den das bewegte Eisen als kinetische Energie hat.
Kräfte wiederum sind aber nur Schnittgrößen bezüglich eines Systems und haben mit einer aktiven oder passiven Rolle in einem Vorgang rein gar nichts zu tun.
Das liegt glaub ich an der speziellen Anordnung der elektronen...
Du hast alles beantwortet. Nur nicht woher nun ein Magnet seine Kraft nimmt!