Permanentmagnetismus - Arbeits

Im Original veränderbare Word-Dateien
Copyright www.park-koerner.de
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Permanentmagnetismus
Copyright www.park-koerner.de
Der Begriff
9.
Der Begriff Magnetismus ist abgeleitet von der in Griechenland
gelegenen Landschaft Magnesia (), in der man bereits in
der Antike Eisenerz fand, das „magnetische“ Eigenschaften besaß.
Der Begriff Elektrizität ist abgeleitet von dem griechischen Wort für
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Bernstein (elektron; ), an dem man erstmals „elektrische“
Eigenschaften beobachtete.
10.
Formen von Magneten
Graphiken bitte ins Heft!
Die Wirkung von Magneten
Magnete ziehen Körper aus Eisen, Nickel und Kobalt an und
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
umgekehrt.
Eisen heißt im Lateinischen ferrum; man nennt daher die obigen
11.
Metalle ferromagnetisch.
Magnetpole
Ein Magnet hat an seinen beiden Enden, den sogenannten Polen, die
Bereiche stärkster magnetischer Wirkung.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Ein frei aufgehängter Magnet (z.B.
eine Kompassnadel) weist
mit
seinen Polen zum Nord- bzw. Südpol der Erde.
Kennzeichnung der Magnetpole
12.
Text bitte ins Heft!
Wirkung der Magnetpole aufeinander
13.
Text bitte ins Heft!
Copyright
www.park-koerner.de
www.park-koerner.de
Wirkung der Magnetpole aufCopyright
magnetische
Stoffe
Text bitte ins Heft!
Durch nicht-ferromagnetische Stoffe (z.B. Papier, Holz) wirkt die
magnetische Kraft ungehindert.
Magnetische Influenz
In der Umgebung eines Magneten werden einige Stoffe selbst zu
Copyright www.park-koerner.de
Magneten.
Copyright www.park-koerner.de
Man nennt diese Erscheinung magnetische Influenz (lat. influere hineinfließen).
Copyright www.park-koerner.de
Permanentmagnete
Bestreicht man beispielsweise eine Stricknadel mit einem
Stabmagneten, zeigt die zuvor unmagnetische Nadel nunmehr
ebenfalls magnetische Eigenschaften.
Diese bleiben auch erhalten, wenn man den Stabmagneten entfernt;
Copyright www.park-koerner.de
die Nadel
ist zu einem Permanentmagneten geworden (lat.
permanere - andauern).
Magnetische Dipole
Bei elektrischen Ladungen unterscheiden wir (z.B. an der Batterie)
Plus- und Minuspol; elektrische Ladungen kann man trennen.
Die Nord- und Südpole von Magneten zu trennen, ist unmöglich. Es
Copyrightmagnetischen
www.park-koerner.de
gibt keine
Monopole („Einzelpole“), sondern nur
magnetische Dipole (gr.  - zwei).
Elementarmagnete
In ferromagnetischen Stoffen gibt es Elementarmagnete in Form von
Dipolen (kleine Stabmagnete im Modell).
In magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete geordnet;
Copyright www.park-koerner.de
in nicht-magnetisierten
Stoffen sind die Elementarmagnete
ungeordnet.
Graphiken bitte ins Heft!
Erklärung der Influenz
Text bitte ins Heft!
Entmagnetisieren
Magnetisierte
Stoffe kann man entmagnetisieren, indem man die
Copyright www.park-koerner.de
Elementarmagnete wieder in Unordnung bringt.
Dies kann geschehen durch starke mechanische Erschütterung oder
Erhitzen.
In Weicheisen lassen sich Elementarmagnete sehr leicht umordnen,
in Stahl nur sehr schwer.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Das Magnetfeld
20.
Copyright www.park-koerner.de
www.park-koerner.de
Das Magnetfeld ist der Bereich,Copyright
in dem
ein Magnet auf
ferromagnetische Stoffe wirkt.
Das Magnetfeld reicht unendlich weit, nimmt aber mit zunehmender
Entfernung stark ab.
Das Magnetfeld ist nicht an einen Stoff gebunden.
Feldlinien
Graphiken bitte ins Heft!
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Richtung und Dichte der Feldlinien
Text bitte ins Heft
21.
Homogenes und inhomogenes Feld
Im homogenen Feld ist die Feldstärke (Dichte der Feldlinien) überall
gleich groß; die Richtung der Feldlinien ist stets gleich.
BEISPIEL: das Feld zwischen den Schenkeln eines
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Hufeisenmagneten
Im inhomogenen Feld ist die Feldstärke nicht überall gleich groß;
die Richtung der Feldlinien ist nicht stets gleich.
BEISPIEL: das Feld eines Stabmagneten
Das Magnetfeld zweier Stabmagnete
Das Magnetfeld zweier Stabmagnete, bei denen sich gleiche Pole
Copyright www.park-koerner.de
gegenüberliegen, sowie das Magnetfeld
zweier Stabmagnete,Copyright
bei www.park-koerner.de
denen sich ungleiche Pole gegenüberliegen:
22.
Graphiken bitte ins Heft!
Das Magnetfeld der Erde
23.
Bekanntlich wird das Magnetfeld der Erde genutzt, um mit dem
Kompass Richtungen zu bestimmen.
www.park-koerner.de
Die Ursache des Magnetfeldes Copyright
der Erde
ist aber nicht eine Copyright www.park-koerner.de
Ausrichtung von Elementarmagneten, wie dies bei den
ferromagnetischen Stoffen der Fall ist. Dazu ist es im Innern der
Erde viel zu heiß.
Wahrscheinlich wird das Erdmagnetfeld durch elektrische Ströme
verursacht.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Die Pole des Erdmagnetfeldes
Copyright www.park-koerner.de
Definitionsgemäß
weist der rote Nordpol eines Magneten zum
geographischen _______pol der Erde.
Der geographische Nordpol der Erde ist daher ein magnetischer
_________pol.
Definitionsgemäß weist der grüne Südpol eines Magneten zum
geographischen _______pol der Erde.
Der geographische
Südpol der Erde ist daher ein magnetischer
Copyright www.park-koerner.de
_________pol.
Derzeit weicht eine Kompassnadel in Köln etwa zwei Grad vom
geographischen Nordpol in westlicher Richtung ab. (lat. declinare abweichen)
Text bitte ins Heft
Copyright www.park-koerner.de
Die Deklination liegt in Deutschland zwischen zwei und sechs Grad
in westlicher Richtung. Sie ist stark ortsabhängig und wird zum
Beispiel erheblich durch Eisenerzlager beeinflusst.
Die Deklination ist keine konstante Größe; sie ändert sich vielmehr
mit der Zeit, da sich offensichtlich das Magnetfeld der Erde
verändert.
Copyright www.park-koerner.de
Die Veränderungen
liegen bei etwa 0,1 Grad pro Jahr.
Darstellung des Magnetfeldes der Erde
Graphik bitte ins Heft!
Inklination i
Eine Kompassnadel, die vertikal frei beweglich ist, stellt sich nicht
parallel zur Erdoberfläche ein; sie bildet vielmehr mit dieser einen
Copyright
Winkel,
diewww.park-koerner.de
Inklination (lat. inclinare - neigen).
In Köln beträgt die Inklination etwa _____ Grad.
Text bitte ins Heft!
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
Lösungen: Permanentmagnetismus
Hinweise:
Die in einer eigenen Datei gesondert abgebildeten Folien sind von den Schülern
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
zu übertragen.
Texte, die ins Heft einzutragen sind, sind in diesem Farbton, gegebenenfalls
durch einen senkrechten Strich am linken Rand, gekennzeichnet.
Texte, die auf dem Arbeitsblatt zu ergänzen sind, sind in diesem Farbton
markiert.
Copyright www.park-koerner.de
in ihr Heft
1.
Der Begriff
Der Begriff Magnetismus ist abgeleitet von der in Griechenland gelegenen Landschaft
Copyright
www.park-koerner.de
Copyright
www.park-koerner.de
Magnesia (), in der
man bereits
in der Antike Eisenerz fand,
das „magnetische“
Copyright www.park-koerner.de
Eigenschaften besaß.
Der Begriff Elektrizität ist abgeleitet von dem griechischen Wort für Bernstein
(elektron; ), an dem man erstmals „elektrische“ Eigenschaften beobachtete.
2.
Formen von Magneten (Graphiken bitte ins Heft!)
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
3.
Die Wirkung von Magneten
Magnete ziehen Körper aus Eisen, Nickel und Kobalt an und umgekehrt.
Eisen heißt im Lateinischen ferrum; man nennt daher die obigen Metalle
ferromagnetisch.
Copyright
4. www.park-koerner.de
Magnetpole
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Ein Magnet hat an seinen beiden Enden, den sogenannten Polen, die Bereiche stärkster
magnetischer Wirkung.
Ein frei aufgehängter Magnet (z.B. eine Kompassnadel) weist mit seinen Polen zum
Nord- bzw. Südpol der Erde.
5.
Kennzeichnung der Magnetpole (Text bitte ins Heft!)
Der nach Norden weisende Pol heißt Nordpol und ist rot gekennzeichnet.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Der nach Süden weisende Pol
heißt Südpol und ist grün gekennzeichnet.
6.
Wirkung der Magnetpole aufeinander (Text bitte ins Heft!)
Gleichnamige Pole stoßen einander ab,
ungleichnamige Pole ziehen einander an.
Die Wirkung elektrischer Ladungen aufeinander ist entsprechend.
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
7.
Wirkung der Magnetpole auf magnetische Stoffe (Text bitte ins Heft!)
Die Wirkungen zweier gleichnamiger Pole verstärken sich,
die Wirkungen zweier ungleichnamiger Pole heben sich ganz oder teilweise auf.
Durch nicht-ferromagnetische Stoffe (z.B. Papier, Holz) wirkt die magnetische Kraft
ungehindert.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
8.
Magnetische Influenz
In der Umgebung eines Magneten werden einige Stoffe selbst zu Magneten.
Man nennt diese Erscheinung magnetische Influenz (lat. influere - hineinfließen).
9.
Permanentmagnete
Bestreicht man beispielsweise eine Stricknadel mit einem Stabmagneten, zeigt die zuvor
Copyright
www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
unmagnetische Nadel nunmehr
ebenfalls
magnetische Eigenschaften.
Diese bleiben auch erhalten, wenn man den Stabmagneten entfernt; die Nadel ist zu
einem Permanentmagneten geworden (lat. permanere - andauern).
10. Magnetische Dipole
Bei elektrischen Ladungen unterscheiden wir (z.B. an der Batterie) Plus- und Minuspol;
elektrische Ladungen kann man trennen.
Die Nord- und Südpole von Magneten zu trennen, ist unmöglich. Es gibt keine
Copyright www.park-koerner.de
www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
magnetischen Monopole („Einzelpole“),
sondern nur magnetischeCopyright
Dipole (gr.
 zwei).
11. Elementarmagnete (Graphiken bitte ins Heft!)
In ferromagnetischen Stoffen gibt es Elementarmagnete in Form von Dipolen (kleine
Stabmagnete im Modell).
In magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete geordnet;
in nicht-magnetisierten Stoffen sind die Elementarmagnete ungeordnet.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
12. Erklärung der Influenz (Text bitte ins Heft!)
Influenz, d.h. die gleichsinnige Ausrichtung der Elementarmagnete in ferromagnetischen
Stoffen, wird verursacht durch äußere Magnete bzw. Magnetfelder.
13. Entmagnetisieren
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
kann man
entmagnetisieren, indem man die Elementarmagnete
wieder in Unordnung bringt.
Dies kann geschehen durch starke mechanische Erschütterung oder Erhitzen. In
Weicheisen lassen sich Elementarmagnete sehr leicht umordnen, in Stahl nur sehr
schwer.
Copyright www.park-koerner.de
Magnetisierte Stoffe
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
14. Das Magnetfeld
Das Magnetfeld ist der Bereich, in dem ein Magnet auf ferromagnetische Stoffe wirkt.
Das Magnetfeld reicht unendlich weit, nimmt aber mit zunehmender Entfernung stark ab.
Das Magnetfeld ist nicht an einen Stoff gebunden.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
15. Feldlinien (Graphiken bitte ins Heft!)
16. Richtung und Dichte der Feldlinien (Text bitte ins Heft)
Die Richtung der Feldlinien gibt die Bewegungsrichtung eines fiktiven Probenordpols an;
Magnetfelder sind also immer vom Nordpol zum Südpol gerichtet.
Die Dichte der Feldlinien ist ein Maß für die Stärke des Magnetfeldes.
17. Homogenes und inhomogenes Feld
Im homogenen Feld ist die Feldstärke
(Dichte der Feldlinien) überall
gleichwww.park-koerner.de
groß;
Copyright www.park-koerner.de
Copyright
Copyright www.park-koerner.de
die Richtung der Feldlinien ist stets gleich.
BEISPIEL: das Feld zwischen den Schenkeln eines Hufeisenmagneten
Im inhomogenen Feld ist die Feldstärke nicht überall gleich groß;
die Richtung der Feldlinien ist nicht stets gleich.
BEISPIEL: das Feld eines Stabmagneten
18. Das Magnetfeld zweier Stabmagnete (Graphiken bitte ins Heft!)
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Das Magnetfeld zweier Stabmagnete,
bei denen sich gleiche Pole gegenüberliegen,
Copyright www.park-koerner.de
sowie das Magnetfeld zweier Stabmagnete, bei denen sich ungleiche Pole
gegenüberliegen:
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
19. Das Magnetfeld der Erde
Bekanntlich wird das Magnetfeld der Erde genutzt, um mit dem Kompass Richtungen zu
bestimmen.
Die Ursache des Magnetfeldes der Erde ist aber nicht eine Ausrichtung von
Elementarmagneten, wie dies bei den ferromagnetischen Stoffen der Fall ist. Dazu ist es
im Innern der Erde viel zu heiß.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Wahrscheinlich wird das Erdmagnetfeld durch elektrische Ströme verursacht.
20. Die Pole des Erdmagnetfeldes
Definitionsgemäß weist der rote Nordpol eines Magneten zum geographischen
_Nord_pol der Erde.
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
Der geographische Nordpol der Erde ist daher ein magnetischer _Süd_pol.
Definitionsgemäß weist der grüne Südpol eines Magneten zum geographischen
_Süd_pol der Erde.
Der geographische Südpol der Erde ist daher ein magnetischer _Nord_pol.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
21. D
Text bitte ins Heft)
Derzeit weicht eine Kompassnadel in Köln etwa zwei Grad vom geographischen Nordpol
in westlicher Richtung ab. (lat. declinare - abweichen)
Copyright www.park-koerner.de
Der geographische Nordpol und der magnetische Südpol fallen also nicht genau
zusammen.
Diese Abweichung nennt man Deklination.
Die Deklination liegt in Deutschland zwischen zwei und sechs Grad in westlicher
Richtung. Sie ist stark ortsabhängig
und
wird zum Beispiel erheblich
durch www.park-koerner.de
Eisenerzlager
Copyright
www.park-koerner.de
Copyright
Copyright www.park-koerner.de
beeinflusst.
Die Deklination ist keine konstante Größe; sie ändert sich vielmehr mit der Zeit, da sich
offensichtlich das Magnetfeld der Erde verändert.
Die Veränderungen liegen bei etwa 0,1 Grad pro Jahr.
22. Darstellung des Magnetfeldes der Erde (Graphik bitte ins Heft!)
Hinweis:
Copyright www.park-koerner.de
Copyrightdes
www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Es bietet sich an, mit einer Deklinationsnadel
Deklination und Inklination
Erdmagnetfeldes nachzuweisen.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz
Im Original veränderbare Word-Dateien
23. Inklination i (Text bitte ins Heft!)
Eine Kompassnadel, die vertikal frei beweglich ist, stellt sich nicht parallel zur
Erdoberfläche ein; sie bildet vielmehr mit dieser einen Winkel, die Inklination (lat.
inclinare - neigen).
In Köln beträgt die Inklination
etwa _65_ Grad.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Ursache der Inklination ist die Tatsache, dass sich die Kompassnadel in Richtung der
Feldlinien einstellt, die aber nicht parallel zur Erdoberfläche verlaufen, sondern wie in
(22) dargestellt.
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Copyright www.park-koerner.de
Kopierrechte (gedruckt und digital) für alle eigenen Schüler bei Erwerb Privatlizenz, für
alle Schüler und Lehrer der Schule bei Erwerb Schüler-Lehrer-Lizenz