Magnete und ihre Pole
Schneidest du einen Stabmagneten in zwei Hälften, erhältst du zwei Magnete, jeweils mit eigenem Nord- und Südpol.
Nach Norden und nach Süden weisend
Hänge einen Stabmagneten an einem Faden so auf, dass er sich frei drehen kann. Ein Ende dreht sich ungefähr nach Norden. Dieses Ende heißt Nordpol des Magneten, genauer: der nach Norden weisende Pol. Das andere Ende weist nach Süden. Jeder Magnet hat beide Pole, unabhängig von seiner Form: Stab, Hufeisen, Ring oder flache Folie an einer Kühlschranktür. An den Polen ist die Anziehung am stärksten. Deshalb sammeln sich Büroklammern an den Enden eines Stabmagneten und kaum in seiner Mitte.
Für zwei Magnete gilt eine einfache Regel: Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Nord stößt Nord ab, Süd stößt Süd ab, und Nord und Süd ziehen einander an. Für elektrische Ladungen gilt eine ähnliche Regel. Es gibt aber einen großen Unterschied, um den es im nächsten Abschnitt geht.
Zum Drehen ziehen. Zum Zoomen scrollen oder zwei Finger auseinander- oder zusammenziehen.
Ein einzelner Pol lässt sich nicht abtrennen
Positive und negative Ladungen lassen sich trennen: Reibst du einen Luftballon, trägt er allein zusätzliche negative Ladung. Magnetpole lassen sich dagegen nie voneinander trennen. Schneidest du einen Stabmagneten in der Mitte durch, um Nord von Süd zu trennen, wird jede Hälfte zu einem vollständigen Magneten mit einem neuen Pol an seiner Schnittfläche. Schneidest du weiter, passiert immer dasselbe, bis hinunter zu einem einzelnen Eisenatom, das noch immer einen Nord- und einen Südpol hat. Auf der Sonne treten Sonnenflecken oft in Paaren mit entgegengesetzter magnetischer Polarität auf.
Ein einzelner, isolierter Pol würde magnetischer Monopol heißen. Bisher wurde keiner gefunden, und die Physik sucht weiter danach. Weil Pole immer paarweise auftreten, geht man heute davon aus, dass jeder Magnetismus auf bewegten elektrischen Ladungen beruht: auf dem Spin und der Bewegung von Elektronen in Atomen oder auf Strom in einem Draht. In Einheit 4 entsteht aus einem elektrischen Strom ein Magnet.
Warum nur manche Metalle haften
Ein Kühlschrankmagnet haftet an einer Stahltür, aber nicht an einer Aluminiumpfanne oder einer Kupfermünze. Nur wenige Stoffe reagieren stark auf Magnete. Sie heißen ferromagnetisch, nach dem lateinischen ferrum für Eisen: Eisen selbst, Kobalt, Nickel und Gadolinium sowie Legierungen wie Stahl. Einige Legierungen mit Seltenerdelementen, darunter Neodym, ergeben die stärksten gebräuchlichen Dauermagnete. Andere Stoffe reagieren ebenfalls, allerdings so schwach, dass nur empfindliche Messgeräte es bemerken.
Im Inneren eines Eisenstücks liegen kleine Bereiche, die weißsche Bezirke heißen. In jedem Bezirk zeigen die Atome, die jeweils winzige Magnete sind, in dieselbe Richtung. Die Bezirke selbst sind jedoch unterschiedlich ausgerichtet, sodass sich ihre Wirkungen aufheben. Näherst du einen Magneten, wachsen die passend ausgerichteten Bezirke, manchmal bis auf Millimetergröße, während andere schrumpfen. Das Eisen wird selbst zum Magneten. Sein ungleichnamiger Pol zeigt zu deinem Magneten, sodass es angezogen wird. Wärme oder starke Schläge können die Bezirke wieder durcheinanderbringen. Oberhalb der sogenannten Curie-Temperatur, bei Eisen 770 °C (1043 K), verliert Eisen seinen Ferromagnetismus und wird paramagnetisch.
| Nordpol eines Magneten | Das nach Norden weisende Ende eines frei aufgehängten Magneten |
| Polregel | Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an |
| Ferromagnetisch | Stark magnetisch: Eisen, Kobalt, Nickel, Gadolinium |
| Weißscher Bezirk | Bereich, in dem die atomaren Magnete gleich ausgerichtet sind |
| Curie-Temperatur von Eisen | 770 °C (1043 K) |
| Magnetischer Monopol | Ein einzelner, isolierter Pol; noch nie beobachtet |
- Jeder Magnet hat einen nach Norden und einen nach Süden weisenden Pol.
- Gleichnamige Pole stoßen sich ab; ungleichnamige ziehen sich an.
- Pole lassen sich nicht trennen: Ein durchtrennter Magnet ergibt zwei Magnete.
- Eisen, Kobalt, Nickel und Gadolinium sind ferromagnetisch; ihre weißschen Bezirke richten sich in der Nähe eines Magneten aus.
- Oberhalb der Curie-Temperatur (770 °C bei Eisen) verliert Eisen seinen Ferromagnetismus.
- Zwei Nordpole werden einander genähert. Sie:
- Stoßen sich ab
- Ziehen sich an
- Tun nichts
- Werden zu Südpolen
- Ein Nordpol und ein Südpol werden einander genähert. Sie:
- Ziehen sich an
- Stoßen sich ab
- Tun nichts
- Tauschen die Plätze
- Du schneidest einen Stabmagneten in zwei Hälften. Was erhältst du?
- Zwei Magnete, jeweils mit N und S
- Einen einzelnen N-Pol und einen einzelnen S-Pol
- Zwei unmagnetische Metallstücke
- Einen Magneten und ein Stück gewöhnliches Eisen
- Welches Metall wird von einem Magneten NICHT stark angezogen?
- Aluminium
- Eisen
- Nickel
- Kobalt
- Das Wort ferromagnetisch stammt vom lateinischen Wort für:
- Eisen
- Stein
- Norden
- Magnet
- Die Curie-Temperatur von Eisen beträgt 1043 K. Wie viel ist das in °C? (eine Nachkommastelle, verwende 273.15)
- Warum haftet ein nicht magnetisierter Eisennagel an einem Magneten?
- Seine weißschen Bezirke richten sich aus. Dadurch wird er zum Magneten, dessen zugewandter Pol ungleichnamig ist
- Er besitzt bereits einen dauerhaften N-Pol
- Eisen ist positiv geladen
- Der Magnet erwärmt ihn
- Was wurde noch nie beobachtet?
- Ein magnetischer Monopol
- Ein Südpol
- Ein Hufeisenmagnet
- Ein weißscher Bezirk
- Was geschieht, wenn man einen Magneten stark erhitzt?
- Seine weißschen Bezirke geraten durcheinander und er wird schwächer
- Er wird stärker
- Seine Pole tauschen die Plätze
- Er wird zu Kupfer
- In welchem Jahr veröffentlichte Gilbert De Magnete?
- 1600
- 1492
- 1687
- 1820
Quellen zu diesem Kurs (16)
- OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 22.1 Magnets (all magnets have N and S poles, north-seeking and south-seeking, like poles repel and unlike attract, poles cannot be separated, the magnetic pole near the geographic North Pole is a south magnetic pole, sunspots come in N/S pairs)
- 22.2 Ferromagnets and electromagnets (iron, cobalt, nickel, gadolinium; neodymium alloys; domains grow to millimetre size; Curie temperature of iron 1043 K (770 °C); Oersted saw a compass needle deflected by a current; electromagnets in scrapyard cranes, particle accelerators and MRI; electric current is the source of all magnetism; no monopoles observed)
- 22.3 Magnetic fields and field lines (direction = where a compass north end points; four rules: tangent, density = strength, never cross, closed loops from N to S outside)
- 22.7 Magnetic force on a current-carrying conductor (F = I l B sin θ, 1 T = 1 N/(A·m), example 20.0 A, 5.00 cm, 1.50 T gives 1.50 N; motors)
- 22.9 Magnetic fields produced by currents (Oersted 1820, right hand rule 2, B = μ0 I ÷ (2π r), μ0 = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, Earth's field about 5.0 × 10⁻⁵ T, 25 A at 5.0 cm gives twice that; loop centre B = N μ0 I ÷ 2R; solenoid B = μ0 n I, 2000 loops over 2.00 m with 1600 A gives 2.01 T, MRI; ferromagnetic cores)
- 23.1 Induced emf and magnetic flux (Faraday's iron-ring apparatus, emf only while the field changes, magnet pushed into a coil, faster motion gives more emf, generators, Φ = B A cos θ)
- NIST CODATA 2022 vacuum magnetic permeability μ0 = 1.25663706127(20) × 10⁻⁶ N/A² (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mu0)
- NOAA NCEI Geomagnetism Frequently Asked Questions (ncei.noaa.gov/products/geomagnetism-frequently-asked-questions): field like a dipole at Earth's centre, over 90% from the outer core, intensity roughly 25,000 to 65,000 nT (0.25 to 0.65 gauss)
- 1 gauss = 100,000 nT, declination = angle between magnetic north and true north (east positive)
- inclination, dip poles, dipole axis 9.41° from the rotation axis (WMM2020, 2020.0)
- north magnetic pole moving about 55 km per year north-northwest (2001 and 2007 surveys)
- last reversal about 750,000 to 780,000 years ago, reversals spaced 5 thousand to 50 million years, a reversal would take several thousand years, models renewed every five years, blackout zones where H < 2000 nT, compass balance weights differ by hemisphere, true bearing = magnetic bearing + declination
- NOAA NCEI news "World Magnetic Model 2025 Released" (17 December 2024)
- NOAA NCEI "December 2025 State of the Geomagnetic Field" (north dip pole 36 km/yr and south dip pole 9 km/yr since 1 January 2025)
- USGS, "Pre-gilbertian conceptions of terrestrial magnetism" (pubs.usgs.gov/publication/70009843): Gilbert's De Magnete (1600) first suggested that Earth behaves as a great magnet. Royal Institution, Michael Faraday's ring-coil apparatus (rigb.org): made August 1831, success on 29 August 1831, the first electric transformer
- APS News "This Month in Physics History" (Aug 2001): Faraday's electromagnetic rotation experiments of September 1821, the principle behind the electric motor.
Abgerufen: 2026-10-17