Magnetismus: Pole, Feldlinien und Kompass
Du lernst die Eigenschaften von Magneten kennen, erklärst Anziehung und Abstoßung der Pole und verstehst, warum ein Kompass nach Norden zeigt.
Die Grundlagen
Magnete ziehen bestimmte Stoffe an. Ferromagnetisch sind vor allem Eisen, Nickel und Kobalt und ihre Legierungen wie Stahl. Kupfer, Aluminium, Holz, Glas und Kunststoff werden nicht angezogen. Nicht jedes Metall ist also magnetisch.
Pole
Jeder Magnet hat einen Nordpol (N) und einen Südpol (S). An den Polen ist die Anziehungskraft am stärksten.
- Gleichnamige Pole (N und N, S und S) stoßen sich ab.
- Ungleichnamige Pole (N und S) ziehen sich an.
Zerbricht man einen Stabmagneten, entstehen zwei neue Magnete mit je einem Nord- und Südpol. Einen einzelnen Pol allein gibt es nicht.
Das Magnetfeld
Der Raum um einen Magneten, in dem magnetische Kräfte wirken, heißt Magnetfeld. Man macht es mit Eisenfeilspänen sichtbar und zeichnet es mit Feldlinien:
- Feldlinien verlaufen außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol.
- Wo die Linien dicht liegen, ist das Feld stark.
- Feldlinien schneiden sich nie.
Magnetisieren
Ein Eisennagel wird magnetisch, wenn man mehrmals in gleicher Richtung mit einem Magneten darüberstreicht. Im Modell bestehen ferromagnetische Stoffe aus vielen winzigen Elementarmagneten. Normalerweise zeigen sie in alle Richtungen. Beim Magnetisieren richten sie sich gleich aus. Erhitzen oder starke Erschütterungen können diese Ordnung wieder zerstören.
Die Erde als Magnet
Die Erde hat ein Magnetfeld, als läge ein riesiger Stabmagnet in ihrem Inneren. Eine Kompassnadel ist ein kleiner drehbarer Magnet. Ihr Nordpol zeigt nach Norden. Weil sich ungleichnamige Pole anziehen, liegt in der Nähe des geografischen Nordpols physikalisch ein magnetischer Südpol.
Die magnetischen Pole liegen nicht genau an den geografischen Polen und wandern langsam. Für Wanderungen spielt diese Abweichung in Deutschland nur eine kleine Rolle.
Kurz gemerkt
Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Eisen, Nickel und Kobalt sind ferromagnetisch. Feldlinien verlaufen außen vom Nord- zum Südpol. Der Nordpol der Kompassnadel zeigt nach Norden.
So sieht es in der Praxis aus
Beispiel 1
- Gleichnamige Pole stehen sich gegenüber.
Ergebnis Die Magnete stoßen sich ab.
Beispiel 2
- Eisen und Stahl (eine Eisenlegierung) sind ferromagnetisch.
- Kupfer und Aluminium nicht.
Ergebnis Eisennagel und Stahlschraube werden angezogen.
Jetzt bist du dran
Was entsteht, wenn man einen Stabmagneten in der Mitte durchbricht?
Lösung anzeigen
Zwei kleinere Magnete mit je einem Nord- und Südpol.
Warum zeigt der Nordpol der Kompassnadel nach Norden?
Lösung anzeigen
In der Nähe des geografischen Nordpols liegt ein magnetischer Südpol, der den Nordpol der Nadel anzieht.
Wie kann man ein Magnetfeld sichtbar machen?
Lösung anzeigen
Mit Eisenfeilspänen oder vielen kleinen Kompassnadeln.
Häufige Fehler vermeiden
Alle Metalle werden für magnetisch gehalten.
Nur ferromagnetische Stoffe wie Eisen, Nickel und Kobalt werden angezogen, Kupfer und Aluminium nicht.
Es wird angenommen, dass sich ein einzelner Nordpol abtrennen lässt.
Jeder Magnet hat immer beide Pole, auch nach dem Zerbrechen.
Hinweis zur Klassenstufe
Dieses Thema steht in vielen Bundesländern in Klasse 6 auf dem Lehrplan. Je nach Land und Schulform kann es früher oder später kommen.