Ergebnisse

Eine Nagelkette

Folgerung

1) Durch den Magnet werden die Nägel selbst zu einem Magnet, sie bekommen einen Nord- und einen Südpol. Das nennt man magnetische Influenz.

2) Ohne den Magneten sind die Eisennägel nur noch wenig magnetisiert, die starke Magnetisierung ist nicht dauerhaft.

A) Eigenschaften von Magneten

Station 1: Ein Magnet und andere Stoffe

Von den Metallen sind nur Eisen, Nickel und Kobalt magnetisierbar.
Alle Nicht-Metalle sind nicht magnetisierbar.

Station 2: Die Pole eines Permanentmagneten (Kompass)

Aufbau

1) Hängt einen Permanentmagneten mit einer Schnur drehbar auf und markiert den nach Norden zeigende Ende mit einem Stift. Dann macht ihr das gleiche mit dem anderen Magneten.

2) Taucht die Permanentmagnete in das Eisenpulver.

3) Nähert die verschiedenen Pole der Magnete einander.

Entfernt dann das Eisenpulver wieder von den Magneten und füllt es zurück in das Glas.

Material

zwei Stabmagnete
Eisenpulver
eine Schnur

Station 3: Magneten herstellen und zerstören (magnetische Influenz)

Aufbau

1) Hängt einen Eisennagel an den Nordpol eines Magneten und an diesen wiederum den nächsten Nagel und so weiter. Versucht eine möglichst lange Nagelkette zu bilden.

Probiert eine Nagelkette ohne Magneten zu bilden.
2) Streicht mit einem Pol eines Permanentmagneten mehrmals in nur einer Richtung über einen Eisennagel. Danach hält man zuerst das eine, dann das andere Ende des Nagels an den Kompass.
Streicht mit dem gleichen Pol, aber in der anderen Richtung über den Nagel und haltet wieder die Enden an den Kompass.
Dann schmeißt man den magnetisierten Nagel mehrmals kräftig auf den Boden und untersucht ihn wiederum mit dem Kompass.

Material

ein Stabmagnet
einige Eisennägel
ein Minikompass

Station 4: Das Innere eines Magneten (Modell der Elementarmagnete)

1) Untersucht den zerbrochenen Magneten mit dem Minikompass auf Magnetpole. Wenn der Magnet in mehrere Teile zerbrochen ist, untersucht auch die kleinen Bruchstücke.

2) Streicht mit einem Pol des Magneten mehrmals in der gleichen Richtung über den Eisendraht. Legt danach den Magneten etwas weiter weg, damit er den Versuch nicht stört.
Untersucht dann den Eisendraht mit dem Kompass auf Pole und markiert den Nordpol mit einem Stift.
Zerbrecht den Eisendraht in zwei gleiche Teile und markiert wieder die Nordpole.
Zerbrecht nun die beiden Hälften in Viertel, diese in Achtel, und so weiter. Markiert jedesmal den Norpol.

Material

ein zerbrochener Stabmagnet
ein Minikompass
ein Eisendraht mit Sollbruchstellen

Station 5: Aufgaben

Teilt man einen Magneten in immer kleinere Stücke, entstehen wieder Magnete mit Nord- und Südpol. Wiederholt man diese Zerteilung immer und immer wieder, so gelangt man zu den einzelnen Atomen, den Elementarmagneten. Ein Eisenatom ist zum Beispiel ein winziger Magnet.

Bei magnetisierbaren Stoffen, wie Eisen, Nickel und Kobalt sind die Atome kleine Elementarmagnete. Bei nichtmagnetisierbaren Stoffen sind die Atome keine Magnete. Bei magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete in eine gemeinsame Richtung ausgerichtet.

1) In den Bildern sind die Elementarmagnete von

a) einem unmagnetisierten Stück Eisen

b) einem Stück Kupfer

c) einem magnetisierten Stück Eisen

gezeichnet. Ordne die Bilder zu und begründe.

Reines Eisen (Fe) ohne Beimischungen nennt man Weicheisen. Aus Weicheisen wird durch Beimischung von Kohlenstoff und anderen Zusätzen Stahl hergestellt.
Dadurch verändert sich die Drehbarkeit der Elementarmagnete! In Weicheisen sind sie leicht veränderbar, je mehr Zusätze das Eisen enthält, desto stabiler ist die Ausrichtung der Elementarmagnete.

2) In Station 3 habt ihr eine "Nagelkette" an einen Magneten gehängt. Ohne den Magneten bleiben die unteren Nägel nicht an dem oberen hängen.

Zeichnet ein Bild mit einer Nagelkette mit nur zwei Nägeln. Zeichnet in den Magneten sowie in die Nägel die Ausrichtung der Elementarmagnete und die Pole ein.
Erklärt warum die Nägel mit Magnet aneinander haften und ohne Magnet nicht.

3) Bei Station 3 habt ihr einen Eisennagel magnetisiert und durch Erschütterungen wieder entmagnetisiert.

Erkläre dieses Ergebnis mit dem Modell der Elementarmagnete. (Zeichnung und Text)

4) Wie werden wohl Permanentmagnete hergestellt, die man kaufen kann? Überlegt euch mindestens eine Möglichkeit.

Bei einem magnetisierten Gegenstand hebt sich die Wirkung der Nord- und Südpole in der Mitte gegenseitig auf. Nur die Pole am Anfang und am Ende wirken nach Außen.
Man beschreibt daher den Magnetisierungszustand auch mit Magnetisierungslinien: