Patrick.Nordmann: /* Magnetfeld-Untersuchung mit einem Kompass/Eisenfeilspänen */

2025-02-11T11:20:35Z

‎Magnetfeld-Untersuchung mit einem Kompass/Eisenfeilspänen

Patrick.Nordmann: Die Seite wurde neu angelegt: „===Versuch: Der schwimmende Magnetpol=== Datei:Felder schwimmende Magnetnadel oben.jpg|thumb|Das Aquarium mit angeklebtem Magnet und der schwimmenden Magnetk…“

2025-02-11T11:18:12Z

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===Versuch: Der schwimmende Magnetpol===
[[Datei:Felder schwimmende Magnetnadel oben.jpg|thumb|Das Aquarium mit angeklebtem Magnet und der schwimmenden Magnetkette.]]

;Aufbau
An einen mit Wasser gefüllten Bottich wird an der Seite ein Stabmagnet geklebt.

Eine Stahlstricknadel wird mit einem Festmagneten magnetisiert. Oder man setzt mehrere kleine Neodym-Magneten zu einer Kette zusammen, wodurch ein langer Stabmagnet entsteht. Die Kette oder die Nadel wird an einem Korken befestigt, so dass sie schwimmen kann. Der Nordpol befindet sich an der Oberseite des Korkens.

Dann setzt man die Magnetkette/die Nadel an verschiedene Stellen des Aquariums und läßt sie los.

;Beobachtung
Der schwimmende Magnetpol wird in einer gekrümmten Bahn vom Nordpol zum Südpol gezogen/gedrückt.

;Folgerung
{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
|
Mit einem Probenordpol kann man das Magnetfeld eines Magneten untersuchen. 
(Der Südpol ist weiter weg und spielt deswegen keine große Rolle.)

Das Feld zieht oder drückt den Probenordpol vom Nordpol zum Südpol des Stabmagneten.

An jeder Stelle gibt es eine bestimmte Stärke und Richtung der Kraft auf den Probenordpol. Die Kraftrichtung veranschaulicht man mit ''Feldlinien''.

Senkrecht zur Kraftrichtung kann man Feldflächen einzeichnen. So erkennt man die innere Struktur des Magnetfeldes.

Dort, wo die Linien eng beieinanderliegen, ist die Kraftwirkung auf den Probenordpol besonders groß.
|}

<gallery widths=150px heights=130px perrow=4 >
Bild:Felder_Stabmagnet_nur_hell_dunkel.png|Das Magnetfeld wird hier durch die dunkle Färbung dargestellt. Es befindet sich hauptsächlich an den Polen.
Bild:Probekörper Magnet.png|Der Probenordpol wird an verschiedenen Stellen des Feldes unterschiedlich stark und in verschiedene Richtungen gezogen.
Bild:Felder Stabmagnet mit Magnet.png|Feldlinien (rot) geben die Kraftrichtung auf den Probenordpol an. Die Feldflächen (grün) sind senkrecht dazu.
</gallery>

===Magnetfeld-Untersuchung mit einem Kompass/Eisenfeilspänen===

'''Material'''
 *zwei Stabmagnete *ein Minikompass *ein Holzbrett *eine Plastikwanne mit Eisenfeilspäne darin

[[Datei:Magnetfeld_Praktikum_Eisenspäne_Material.jpg|thumb]]
'''Aufbau'''
 Man legt ein Holzbrett und ein leeres Blatt Papier auf den/die Magnete. Dann streut man möglichst gleichmäßig und dünn die Eisenspäne aus der Wanne auf das Brett. Zum Schluss klopft man leicht gegen das Brett.
 Der Minikompass wird an verschiedene Stellen des Magnetfeldes gestellt.
 Dan kann man die Feldlinien und Feldflächen auf das Papier zeichnen.

<gallery widths=200px heights=130px perrow=4>
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_SN.png|1) zwei ungleichnamige Pole
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Aufgabe_NN.png|2) zwei gleichnamige Pole
Bild:Magnetfeld Darstellung Praktikum Aufgabe mit Weicheisen.png|3) ein mit Weicheisenkernen verlängerter Stabmagnet
</gallery>

;Beobachtung

<gallery widths=200px heights=130px perrow=4>
Bild:Magnetfeld Eisenspäne ungleiche Pole.jpg|Zwei ungleiche Pole der Stabmagnete wurden genähert.
Bild:Magnetfeld Eisenspäne ungleiche Pole Detail.jpg|Die Linien verbinden die sich anziehenden Pole.
Bild:Magnetfeld Eisenspäne gleiche Pole.jpg|Zwei gleiche Pole der Stabmagnete wurden genähert.
Bild:Magnetfeld Eisenspäne gleiche Pole Detail.jpg|Die Linien der sich abstoßenden Pole scheinen sich auch abzustoßen.
Bild:Magnetfeld Eisenspäne ungleiche Pole Kompass 1.jpg|Die Kompassnadel...
Bild:Magnetfeld Eisenspäne ungleiche Pole Kompass 2.jpg|zeigt überall...
Bild:Magnetfeld Eisenspäne gleiche Pole Kompass 3.jpg|in Richtung...
Bild:Magnetfeld Eisenspäne Stabmagnet mit zwei Weicheisen Kompass.jpg|der Linien.
</gallery>

;Folgerung
:{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
|
Eine Kompassnadel richtet sich immer parallel zu den Feldlinien aus.
|}
:Durch das Magnetfeld werden die kleinen Eisenspäne magnetisiert. Sie bekommen einen Nord- und einen Südpol und richten sich wie ein kleiner Kompass längs der Feldlinien aus. Weil unterschiedliche Pole vom Feld zusammengezogen werden, bilden sich kleine Ketten längs der Feldlinien.
<gallery widths=200px heights=130px perrow=4>
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Lösung_NS_sw_Linien_Flächen.png|Die Feldlinien verbinden die sich anziehenden Pole.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Lösung_NN_sw_Linien_Flächen.png|Es gibt Feldflächen, die um beide sich abstoßenden Pole verlaufen.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Praktikum_Lösung_Stabmagnet_mit_Weicheisen_sw_Linien_Flächen.png|Zwischen den Weicheisenkernen sind die Linien und Flächen ziemlich gerade.
</gallery>

[[Datei:Feldlinien Zug Druck Gummiband.jpg|thumb]]
*An den Feldlinien und Feldflächen kann man erkennen, ob das Feld die Pole auseinanderdrückt oder zusammenzieht.
:Längs der Feldlinien zieht sich das Feld zusammen und quer dazu, in Richtung der Feldflächen, drückt sich das Feld auseinander.
:Man kann sich die Feldlinien als Gummibänder vorstellen, die sich verkürzen wollen, aber sich gegenseitig abstoßen.

:{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
|
"Die Feldlinien sind wie sich gegenseitig abstoßende Gummibänder."
|}

*Das Feld zwischen den Weicheisenkernen ist sehr gleichmäßig.

:{|class="wikitable" style="border-style: solid; border-width: 4px "
|
Ein Feld, bei dem die Linien und Flächen ganz gerade und gleichmäßig verlaufen, heißt "homogenes Feld".
|}

===Animation: Verschiedene Darstellungen des Magnetfeldes eines Stabmagneten===
<gallery widths=200px heights=150px perrow=3>
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_bunt.png|Dichtes Feld ist rot, dünnes Feld blau gezeichnet.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_bunt_Magnet.png|Die Pole entstehen durch einen Stabmagneten.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_bunt_Ringmagnet.png|Dieser Ringmagnet würde die gleichen Pole und damit auch das gleiche Feld erzeugen.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_sw.png|Dichtes Feld ist dunkel gezeichnet.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_sw_Linien.png|Die Linien geben die Kraftrichtung auf einen Probenordpol an.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_sw_Linien_Flächen.png|Die Feldflächen sind senkrecht zu den Linien.
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_sw_Linien_Flächen_Pole.png|Die Pole sind rot und grün markiert...
Bild:Magnetfeld_Darstellung_Stabmagnet_sw_Linien_Flächen_Pole_Magnet.png|... und der Magnet ist eingezeichnet.
</gallery>

Hier kann man sich das Feld eines magnetischen Dipols zeichnen lassen.
Der Dipol kann durch die Magnetisierung eines Stabmagneten oder eines Ringmagneten entstehen.

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(Zur [https://www.geogebra.org/material/show/id/JrEsC2nv Datei] und zum [https://www.geogebra.org/download?lang=de Programm])

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 '''Material'''
-<br>*zwei Stabmagnete  *ein Minikompass  *ein Holzbrett  *eine Plastikwanne mit Eisenfeilspäne darin
+<br>*zwei Stabmagnete  *ein Minikompass  *ein Holzbrett  *eine Plastikwanne mit Eisenfeilspäne darin *Zwei Weicheisenstücke
 [[Datei:Magnetfeld_Praktikum_Eisenspäne_Material.jpg|thumb]]
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 Ein Feld, bei dem die Linien und Flächen ganz gerade und gleichmäßig verlaufen, heißt "homogenes Feld".
 |}
 ===Animation: Verschiedene Darstellungen des Magnetfeldes eines Stabmagneten===

Ein Magnetfeld untersuchen und zeichnen - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann: /* Magnetfeld-Untersuchung mit einem Kompass/Eisenfeilspänen */

Patrick.Nordmann: Die Seite wurde neu angelegt: „===Versuch: Der schwimmende Magnetpol=== Datei:Felder schwimmende Magnetnadel oben.jpg|thumb|Das Aquarium mit angeklebtem Magnet und der schwimmenden Magnetk…“