Permanentmagnetismus einfach erklärt

An den Enden eines Stabmagneten bleiben besonders viele Eisennägel hängen. Dort ist die Anziehung am stärksten. Diese Bereiche heißen magnetische Pole. Rot und Grün kennzeichnen manchmal Pole. Die Farbe bestimmt aber nicht, welcher Pol vorliegt.

Nordpol und Nordpol stoßen sich ab. Südpol und Südpol stoßen sich ab. Nordpol und Südpol ziehen sich an. Bei einem frei drehbaren Stabmagneten weicht der Nordpol einem angenäherten Nordpol aus. Ein angenäherter Südpol zieht ihn an.

Permanentmagnete ziehen nicht jeden Stoff an. Ferromagnetisch heißt: Ein Stoff kann durch einen Magneten selbst stark magnetisch werden. Eisen, Nickel und Kobalt gehören dazu. Auch Stahl kann wegen seines Eisenanteils reagieren. Ein ferromagnetischer Gegenstand ist noch kein Permanentmagnet. Ein zunächst unmagnetischer Eisenstab kann von beiden Polen angezogen werden.

Magnetische Anziehung und elektrische Leitung sind verschiedene Eigenschaften. Ein Material kann Strom leiten, ohne stark magnetisch zu werden. Aus der Stromleitung folgt deshalb keine merkbare magnetische Anziehung.

Ein Magnet wirkt auch ohne Berührung auf andere Magnete. Diesen Wirkungsbereich nennt man Magnetfeld. Kompassnadeln oder Eisenspäne zeigen seine Ausrichtung. Feldlinien sind gedachte Linien und keine Fäden. Außerhalb eines Stabmagneten zeigen sie von Nord nach Süd. Im Inneren führen sie zurück. Sie bilden geschlossene Kurven und schneiden sich nicht. An den Polen ist die Wirkung besonders stark.

Stell dir mehrere kleine Kompasse neben einem Stabmagneten vor. Ihre Nordspitzen zeigen an verschiedenen Stellen die Feldrichtung. Zeichne einen Bogen entlang dieser Richtungen vom Nordpol zum Südpol. Führe ihn im Magneten zum Nordpol zurück. Weitere Bögen kreuzen sich nicht.

Auch die Erde hat ein Magnetfeld. Der Nordpol einer Kompassnadel zeigt ungefähr zum geografischen Norden. Im einfachen Erdmodell liegt dort magnetisch ein Südpol.

Das Elementarmagnetmodell stellt sich den Stoff aus winzigen Magneten vor. Jeder hat Nord- und Südpol. Zeigen viele in dieselbe Richtung, wirkt das Stück nach außen magnetisch. In einem unmagnetischen Eisenstück können sich ihre Wirkungen ausgleichen. Ein äußeres Magnetfeld kann viele ausrichten. So wird das Eisenstück magnetisch.

In Wirklichkeit gibt es Bereiche mit ähnlich ausgerichteten magnetischen Wirkungen. Sie heißen Domänen. Das Modell mit winzigen Magneten vereinfacht ihre Erklärung. Wärme oder starke Stöße können die Ordnung stören. Dann wird ein Magnet schwächer oder verliert seine Magnetisierung.

Teilst du einen Stabmagneten, entstehen keine einzelnen Pole. Jedes ausreichend große Stück besitzt wieder Nord- und Südpol.

Für einen fairen Materialtest wechselst du nur den Gegenstand. Verwende denselben Magnetpol und denselben Abstand. Nutze dieselbe glatte Unterlage und leichte, bewegliche Proben. Lege die Proben einzeln bereit. Notiere Gegenstand, Material und ob du Anziehung beobachtest. Wiederhole den Versuch. Nur mit Materialangabe kannst du die Beobachtung fachlich auswerten.

Einen Stabmagneten kannst du auch mit einem gleich geformten, zunächst unmagnetischen Eisenstab vergleichen. Bringe beide T-förmig zusammen: Ein Ende berührt die Mitte des anderen. Wiederhole danach den Vergleich mit vertauschten Stäben.