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Magnete – die unsichtbare Kraft

Der Magnetismus ist den Menschen schon seit langer Zeit bekannt. Bereits in der Antike wussten die Griechen von dieser unsichtbaren Kraft. Untersucht wurde diese allerdings erst viel später, nämlich im 17. Jahrhundert. Grundsätzlich kann ein Magnet als ein Körper beschrieben werden, der andere Körper, aber nicht alle, magnetisch anzieht.

Jeder Magnet, egal welche Form dieser hat, wird von einem Magnetfeld durchflossen und besitzt einen Nordpol und einen Südpol. Dieses Magnetfeld kann durch sogenannte magnetische Feldlinien veranschaulicht werden. Je nach Stärke des Magnetfeldes ist auch der Abstand dieser Feldlinien zueinander. Die Feldlinien treten grundsätzlich aus dem Nordpol des Magneten aus und treten im Südpol wieder in diesen ein. Diese Informationen rund um den Magneten sind allgemeingültig und lassen sich auf alle Magneten, egal ob aus Neodym oder nicht, anwenden.

Bei den Magneten gibt es verschiedene Ausführungen. Wenn heute von Magneten gesprochen wird, sind häufig solche aus Neodym gemeint. Die klassischste Variante ist der Stabmagnet. Dieser Stabmagnet oder auch Magnetstab besitzt eine zylindrische oder quaderförmige Form und hat an den Enden einen Nordpol und einen Südpol. Dem Stabmagneten sehr ähnlich ist der Scheibenmagnet. Er unterscheidet sich nur insofern von dem Magnetstab, dass der Radius der Scheibe größer ist als die Höhe.

Eine Abwandlung des Stabmagneten ist der U-Magnet, der auch häufig Hufeisenmagnet genannt wird. Beim U-Magnet liegt die Besonderheit vor, dass der eine Schenkel des Magneten der Nordpol ist und der andere entsprechend der Südpol. Zwischen diesen beiden Schenkeln liegt ein homogenes Magnetfeld vor. Wenn dies mit Feldlinien veranschaulicht werden soll, dann haben diese im Bereich des homogenen Magnetfeldes die gleiche Länge und den gleichen Abstand zueinander. Außerhalb dieser Schenkel liegt ein inhomogenes Magnetfeld vor.

Die magnetische Kraft lässt sich sehr einfach veranschaulichen, es müssen lediglich bekannte Informationen in einem Versuchsaufbau zusammengeführt werden. Dazu sind im Grunde nur mehrere Scheibenmagnete notwendig, die in der Mitte ein Loch besitzen, und ein Stab aus nicht magnetischen Material, auf den die Magneten gesteckt werden können. Wenn die Magneten mit den gleichen Polen zueinander auf diesen Stab gesteckt werden, dann stoßen sich diese Pole voneinander ab und sie schweben quasi in einem bestimmten Abstand zueinander, der von der Kraft der Magnete abhängt. Wird die Ausrichtung der Pole umgekehrt, dann ziehen sich die beiden Magneten wieder an. Ein solcher Versuchsaufbau eignet sich zum Beispiel sehr gut für Schulen, da der Aufbau sehr einfach ist und auch von den Schülern gut selbst durchgeführt werden kann, ohne dass etwas versehentlich zerstört werden kann. Außerdem sind die Ergebnisse des Versuchs immer eindeutig und reproduzierbar.

Die Feldlinien können zum Beispiel in der Schule durch spezielle Aufbauten veranschaulicht werden. Aus diversen Versuchen, können Schüler dann eigenständig Informationen zum Magnetismus suchen. Eine Möglichkeit ist die, einen Experimentiermagneten in eine ölige Flüssigkeit, zu der Eisenspäne hinzugefügt  wurden, zu legen. Die Späne richten sich in der Flüssigkeit in Richtung der Feldlinien des Magneten aus und durch die zähe Flüssigkeit können diese gut beobachtet werden, ohne dass durch Stöße oder ähnliches die Ausrichtung der Späne geändert wird. Dieser Versuch funktioniert sowohl mit Stabmagneten als auch mit Hufeisenmagneten. Ob das Material des Magneten nun Neodym oder ein anderes ist, spielt grundsätzlich keine Rolle.

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