Wie funktioniert Magnetismus?
Also es gibt ja magnetische Materialien. Und die enthalten magnetische Teilchen die sich anziehen..oder so. Aber WIE?! Sind das so unsichtbare Enterhaken die sich in das andere Objekt reinkrallen und dann zu sich herziehen..oder wie? Wie zieht sich das an?
7 Antworten
Die "wahre" Natur des Elektromagnetismus ist sehr kompliziert und basiert auf Quantenmechanik und der speziellen Relativitätstheorie. Wenn ich es richtig weiß, ist es nicht mal vollständig entschlüsselt.
Von Photonen hast du bestimmt schonmal gehört, oder? "Lichtteilchen". Diese sind Übertragerteilchen des Elektromagnetismus. Stelle dir das so vor. Zwei Fahradfahrer (bzw. Elektronen) bewegen sich nebeneinander. Der Fahradfahrer wirft den anderen mit einem Ball (Photon) ab. Jetzt entfernen sich die Fahradfahrer. Bei gleichen Ladungen (Elektron und El. und Proton und Pr.) kommt es durch das Photon zu einer Abstoßung. Bei entgegengesetzten Ladungen dann zu einer Anziehung. Das Photon wird in diesem Kontext auch als "virtuelles" Teilchen bezeichnet. Es ist nicht wirklich da, sonder sorgt nur für den Kraftaustausch. Das ist jetzt eine sehr inakkurate und extrem grobe Art, dies darzustellen, doch dies ist grundsätzlich die einfachste Analogie, um den Elektromagnetismus zu beschreiben.
Und warum ist das so? Warum stoßen sich gleiche Ladungen ab? Einfach gesagt: man weiß es nicht. Genauso wie: Warum zieht die Erde uns an? Gravitation ist nicht die Antwort. Es ist der Name des Phänomens.
Elektromagnetismus ist wie Gravitation eine der vier uns bekannten Grundkräfte des Universums, wenn auch die Funktionsweise der Gravitation schlechter verstanden ist, als die des Elektromagnetismus.
Wie genau welche Teilchen interagieren kann ich dir nicht sagen.
Aber auf diesem Forum solltest du darauf vorbereitet sein, auch ein paar weniger qualifizierte Antworten zu erhalten.
Ich vergleiche die beiden bezüglich einer Eigenschaft, die sie gemeinsam haben.
Also doch, das kann man.
Alternativ könnte man Unterschiede beider benennen.
Eine falsche Aussage wäre zu sagen, beide seinen im prinzip gleich.
Das mache ich jedoch an keiner Stelle.
Nein absolut nicht , Gravitation ist eine raumkrümmung , also wie eine Beule im Raum in die man fällt , und magnetismus eine Wechselwirkung zwischen teilchen ...
Das ist noch nicht geklärt. Es wird ja an einer Quantenbeschreibung der Gravitation gearbeitet und dann hätte natürlich die Gravitation auch Austauschteilchen, die Gravitonen.
Eine Erklärung würde tief in die Quantenphysik gehen. Verkürzt gesagt kann man den Begriff „Magnetismus“ als ein Platzhalter verstehen für kleine Kräfte die in mikroskopischer Ebene wirken (und deswegen schwer erkennbar/ oder erklärbar sind) aber in Summe in der makroskopischen Ebene eine deutliche Wirkung zeigen. Oft wechselwirken auch mehrere Effekte auf Teilchenebene, was das alles noch komplizierter macht. Letztendlich gibt es nicht die „ Magnetkraft“ sondern meist elektrische Potentiale die eine Kraft bewirken. Beim Stromdurchflossenen Leiter, der auch ein Magnetfeld bildet, ist es die Lorentzkontraktion die zur Bildung von einem Kraftfeld führt, wobei auch ein ungleiches Potential von Ladungen dem zu Grunde steht (hat was mit Relativitätstheorie zu tun). Also es lässt sich nicht so einfach in zwei drei Sätzen erklären, aber es ist ziemlich interessant und ich kann es nur empfehlen, weiter an dem Thema dran zu bleiben.
Es gibt verschiedene Arten von Magnetismus, Dia-, Para- und Ferromagnetismus. Ein Hufeisenmagnet aus Eisen hat z.B. Ferromagnetismus ("ferro-" von lat. ferrum = Eisen). Jedes Eisenatom hat ein magnetisches Moment (ähnlich wie die Erde ein Magnetfeld hat), dieses hat eine Ausrichtung.
Die Ausrichtung dieser "Minimagnetfelder" der Eisenatome ist nun aber nicht völlig "kreuz und quer", sondern innerhalb bestimmter Bezirke, der "Weiss-Bezirke" sind diese Felder parallel ausgerichtet. Durch ein externes magnetisches Feld richten sich diese Bezirke parallel zueinander aus, dadurch wird eine makroskopische Magnetisierung des ganzen Eisenstücks erreicht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Weiss-Bezirk
Man kann das mit einem einfachen Experiment zeigen, wenn man ein Eisenstück eine Weile lang an einen Hufeisenmagneten hält, wird das Eisenstück selber magnetisch (zieht z.B. Eisenpulver an).
Paramagnetismus ist so ähnlich, bloß ohne die "Weiss-Bezirke", der Effekt ist insgesamt schwächer als beim Ferromagnetismus. Paramagnetisch sind z.B. viele (aber nicht alle) Metallkomplexe.
Diamagnetismus ist sehr häufig, die meisten organischen Materialien weisen dies auf. Man kann z.B. ein Stück Holz (Diamagnetismus) nicht wie ein Stück Eisen (Ferromagnetismus!) mit einem Hufeisenmagneten anheben. Dazu bräuchte man enorm starke Magnetfelder.
Der Unterschied Dia- und Paramagnetismus liegt z.B. darin, dass paramagnetische Materialien ungepaarte Elektronen aufweisen. In den meisten (aber nicht allen) organischen Materialien sind die Elektronen gepaart, und es resultiert kein nennenswertes magnetisches Moment.
Man braucht keine "exotischen" Teilchen für diese Erklärung, es genügt, sich positive Atomkerne und negative Elektronen vorzustellen (dass auf quantenmechanischer Ebene komplexer ist, ok, das ist wohl so).
Quelle :
Gravitation und magnetismus ist nicht zu vergleichen !