Magnetisches Feld

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Dauermagneten Dauermagneten bestehen aus ferromagnetischen Stoffen mit winzigen Strukturen, die sich wie Magnete verhalten. Im unmagnetisierten Zustand sind die Elementarmagnete ungeordnet. Das magnetische Feld ist der Zustand des Raumes um einen Magneten, in dem auf andere Magnete bzw. Körper aus ferromagnetischen Stoffen Kräfte ausgeübt werden. Eigenschaften des magnetischen Feldes Das magnetische Feld hat einige Eigenschaften, wie zum Beispiel das Quellen eines freien Wirbelfeldes. Die Feldlinien sind geschlossen, ohne Anfang und Ende, und es existieren keine magnetischen Monopole. Die Feldlinien laufen vom Nordpol zum Südpol. Ein Feldlinienbild ist ein Modell für das magnetische Feld und macht Aussagen über die Kräfte auf Probekörper. Magnetisierter Zustand Unter Einfluss eines Magneten können sich die Elementarmagnete ausrichten und der Körper wird selber zum Magneten. Es gibt verschiedene Feldformen, wie zum Beispiel das homogene Feld, bei dem die Kraft in jedem Punkt gleich ist. Die Feldlinien verlaufen parallel und sind gleich dicht. Je enger die Feldlinien verlaufen, umso stärker ist das Magnetfeld. Senkrecht zur Zeichenfläche verlaufen die Feldlinien aus der Zeichenfläche heraus und in die Zeichenfläche hinein. Magnetische Influens Durch das äußere Feld eines Stabmagneten wachsen diejenigen weißen Bezirke, welche bereits in Richtung des äußeren Feldes ausgerichtet sind. Auf diese Weise kommt es insgesamt zu einer Magnetisierung des zunächst unmagnetischen Eisenstücks. Bei noch stärkeren äußeren Feldern kommt es zu sogenannten Klappprozessen, bei dem die Magnetisierungsrichtung ganzer Bezirke schlagartig mehr in Richtung des äußeren Feldes umklappt. Magnetische Flussdichte und Lorentzkraft Die magnetische Flussdichte gibt an, wie stark ein Magnetfeld ist. Die Lorentzkraft wirkt auf Ladungsträger in einem Magnetfeld, auch auf freie Ladungsträger. Die Richtung der Kraft hängt davon ab, ob sich die Ladungsträger senkrecht oder parallel zum Magnetfeld bewegen. Strom durchflossener Leiter und Spule Um den stromdurchflossenen Leiter entsteht ein Magnetfeld, das umso stärker wird, je größer der Stromfluss ist. Die Richtung des Magnetfeldes ist abhängig von der Richtung des Stromflusses. Bei einer stromdurchflossenen Spule ist das Magnetfeld im Inneren annähernd homogen und die Feldlinien verlaufen von Süd nach Nord. Magnetfeld der Erde Das Magnetfeld der Erde wird durch Strahlung der Sonne deformiert. Es hat eine Horizontal- und Vertikalkomponente sowie eine Nord-Süd-Komponente. Die Richtung des Magnetfeldes kann mit einem Spulmagnetometer bestimmt werden. Bestimmung der spezifischen Ladung eines Elektrons Die spezifische Ladung eines Elektrons kann mit der Lorentzkraft bestimmt werden. Elektronen bewegen sich auf einer Kreisbahn im Magnetfeld und die Richtung der Kraft ist senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektronen. Massenspektroskop Das Massenspektroskop wird zur Messung und Bestimmung der Elektronenmasse sowie des Häufigkeitsverhältnisses von Teilchen mit verschiedenen Massen verwendet. Es besteht aus einem gekreuzten elektrischen und magnetischen Feld, um nur Teilchen einer gleichen Geschwindigkeit durchzulassen. Der Radius der Kreisbahn im magnetischen Feld ist nur abhängig von der Masse der Teilchen.

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