Was ist Magnetismus? Definition, Beispiele, Fakten

Eine einfache Einführung in den Magnetismus

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Die alten Menschen verwendeten Magnetsteine, natürliche Magnete aus dem Eisenmineral Magnetit. Tatsächlich kommt das Wort „Magnet“ von den griechischen Wörtern Magnetis-Lithos , was „magnesischer Stein“ oder Magnetit bedeutet. Thales von Milet untersuchte die Eigenschaften des Magnetismus um 625 v. Chr. bis 545 v. Chr. Etwa zur gleichen Zeit verwendete der indische Chirurg Sushruta Magnete für chirurgische Zwecke. Die Chinesen schrieben im vierten Jahrhundert v. Chr. über Magnetismus und beschrieben die Verwendung eines Magneten, um eine Nadel im ersten Jahrhundert anzuziehen. Allerdings ist die Kompass wurde erst im 11. Jahrhundert in China und 1187 in Europa zur Navigation verwendet.

Obwohl Magnete bekannt waren, gab es bis 1819 keine Erklärung für ihre Funktion, als Hans Christian Ørsted zufällig Magnetfelder um stromführende Drähte herum entdeckte. Die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus wurde von beschrieben James Clerk Maxwell im Jahr 1873 und eingemeindet Einsteins spezielle Relativitätstheorie im Jahr 1905.

Ursachen des Magnetismus

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Also, was ist diese unsichtbare Kraft? Magnetismus wird durch die elektromagnetische Kraft verursacht, die eine der ist vier Grundkräfte von Natur. Jede sich bewegende elektrische Ladung ( elektrischer Strom ) erzeugt ein dazu senkrechtes Magnetfeld.

Zusätzlich zum Strom, der durch einen Draht fließt, wird Magnetismus durch die magnetischen Momente des Spins erzeugt Elementarteilchen , wie Elektronen. Somit ist alle Materie bis zu einem gewissen Grad magnetisch, weil Elektronen, die einen Atomkern umkreisen, ein Magnetfeld erzeugen. In Gegenwart eines elektrischen Feldes bilden Atome und Moleküle elektrische Dipole, wobei sich positiv geladene Kerne ein kleines Stück in Richtung des Feldes bewegen und negativ geladene Elektronen sich in die andere Richtung bewegen.

Magnetische Materialien

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Magnete entstehen, wenn ferromagnetische oder ferrimagnetische Materialien einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt werden. Magnete weisen bestimmte Eigenschaften auf:

• Um einen Magneten herum befindet sich ein Magnetfeld.
• Magnete ziehen ferro- und ferrimagnetische Materialien an und können sie in Magnete verwandeln.
• Ein Magnet hat zwei Pole, die gleiche Pole abstoßen und entgegengesetzte Pole anziehen. Der Nordpol wird von Nordpolen anderer Magnete abgestoßen und von Südpolen angezogen. Der Südpol wird vom Südpol eines anderen Magneten abgestoßen, aber von dessen Nordpol angezogen.
• Magnete existieren immer als Dipole . Mit anderen Worten, Sie können einen Magneten nicht halbieren, um Nord und Süd zu trennen. Durch das Schneiden eines Magneten entstehen zwei kleinere Magnete, die jeweils einen Nord- und einen Südpol haben.
• Der Nordpol eines Magneten wird vom magnetischen Nordpol der Erde angezogen, während der Südpol eines Magneten vom magnetischen Südpol der Erde angezogen wird. Dies kann etwas verwirrend sein, wenn Sie aufhören, die Magnetpole anderer Planeten zu betrachten. Damit ein Kompass funktioniert, ist der Nordpol eines Planeten im Wesentlichen der Südpol, wenn die Welt ein riesiger Magnet wäre!

Magnetismus in lebenden Organismen

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Einige lebende Organismen erkennen und nutzen Magnetfelder. Die Fähigkeit, ein Magnetfeld wahrzunehmen, wird als Magnetozeption bezeichnet. Beispiele für Kreaturen, die zur Magnetozeption fähig sind, sind Bakterien, Mollusken, Arthropoden und Vögel. Das menschliche Auge enthält ein Cryptochrom-Protein, das bei Menschen einen gewissen Grad an Magnetozeption ermöglichen kann.

Viele Kreaturen verwenden Magnetismus, ein Prozess, der als Biomagnetismus bekannt ist. Zum Beispiel sind Chitons Weichtiere, die Magnetit verwenden, um ihre Zähne zu härten. Menschen produzieren auch Magnetit im Gewebe, was die Funktionen des Immun- und Nervensystems beeinträchtigen kann.

Magnetismus Schlüssel zum Mitnehmen

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• Magnetismus entsteht durch die elektromagnetische Kraft einer sich bewegenden elektrischen Ladung.
• Ein Magnet hat ein unsichtbares Magnetfeld, das ihn umgibt, und zwei Enden, die Pole genannt werden. Der Nordpol zeigt auf das Nordmagnetfeld der Erde. Der Südpol zeigt in Richtung des Südmagnetfeldes der Erde.
• Der Nordpol eines Magneten wird vom Südpol eines anderen Magneten angezogen und vom Nordpol eines anderen Magneten abgestoßen.
• Durch das Schneiden eines Magneten entstehen zwei neue Magnete mit jeweils Nord- und Südpol.

Quellen

• Du Tremolet de Lacheisserie, Etienne; Gignoux, Damian; Schlenker, Michael. 'Magnetismus: Grundlagen . Springer. pp. 3–6. ISBN 0-387-22967-1. (2005)
• Kirschvink, Joseph L.; Kobayashi-Kirshvink, Atsuko; Diaz-Ricci, Juan C.; Kirschvink, Steven J.' Magnetit in menschlichem Gewebe: Ein Mechanismus für die biologischen Wirkungen schwacher ELF-Magnetfelder '. Ergänzung zur Bioelektromagnetik . 1: 101–113. (1992)