06.08.2008 - bei heidingers.de

Protokoll zum Physikunterricht vom 6. August 2008
LK 12 (1)
Limburgerhof, d. 17. August 2008
PvD - Gymnasium Schifferstadt
Leitung der Stunde: Herr Heidinger
Anwesende: Leistungskurs Physik 1
Protokollant: Jannik Giese
Themen der Stunde:
1. Die magnetische Wirkung des elektrischen Stromes
2. Definition von „Elementarmagnet“
3. Die Richtung des magnetischen Feldes
Zu 1.: Versuch: Der stromdurchflossene Leiter
a) Aufbau
b) Beobachtung
In der Nähe des stromdurchflossenen Leiters wird eine Magnetnadel
abgelenkt. Die Ausrichtung ist dabei nicht überall gleich, sondern davon
abhängig, ob sich der Leiter oberhalb, unterhalb oder direkt auf der Höhe
des Leiters befindet.
c) Ergebnis
Der stromdurchflossene Leiter ist von einem ringförmigen Magnetfeld
umgeben, dessen Richtung mit Hilfe der Rechten-Hand-Regel ermittelt
werden kann:
Zeigt der Daumen der rechten Hand in die konventionelle Stromrichtung
(von + nach -), so geben die gekrümmten Finger die Feldrichtung an.
Historischer Hintergrund:
Anfang des 19. Jahrhunderts waren Vorstellungen von einer Einheit der
Naturkräfte, speziell von einem engen Zusammenhang zwischen Elektrizität
und Magnetismus verbreitet. Der dänische Physiker Hans Christian Oersted,
ein Anhänger dieser Vorstellungen, entdeckte 1820 die magnetische
Wirkung des elektrischen Stroms.
2. Definition von „Elementarmagnet“
Ein Elementarmagnet ist die kleinste magnetische Einheit innerhalb eines
ferromagnetischen Materials und wird durch größere Gruppen von Atomen
gebildet, die auf Grund der Bewegung ihrer Elektronen Magnetfelder
erzeugen. Ferromagnetische Stoffe, auch Ferromagnetika genannt, sind
bestimmte kristalline Festkörper wie z.B. die Elemente Eisen, Kobalt und
Nickel, sowie einzelne Legierungen, deren Komponenten nur zum Teil
ferromagnetisch sind.
Unmagnetisierter Eisenkern
(Elementarmagnete sind nicht
ausgerichtet)
Magnetisierter Eisenkern
(Elementarmagnete sind
ausgerichtet)
Theorie:
Atomkern
Die einzelnen Atome eines Eisenkerns erzeugen durch die Kreisbewegung
ihrer Elektronen ein eigenes Magnetfeld. Dieses richtet sich unter dem
Einfluss eines äußeren Magnetfeldes aus, wodurch der gesamte Eisenkörper
magnetisiert wird.
4. Die Richtung des Magnetfeldes (= Richtung von )
Die Richtung von
ist an jedem Punkt tangential zu den Feldlinien.