Magnete sind die unbesungenen Helden der Neuzeit. Doch die meisten Menschen verstehen nicht wirklich, woraus Magnete bestehen und wie sie überhaupt funktionieren. Das Problem ist, dass wir nur wissen, dass Magnete Eisen und Nickel anziehen. Magnete haben jedoch einen sehr interessanten Ursprung und können als eine physikalische Manifestation der elektromagnetischen Kraft angesehen werden.
Alle Magnete bestehen aus einer Gruppe von Metallen, die man ferromagnetische Metalle nennt. Das sind Metalle wie Nickel und Eisen. Jedes dieser Metalle hat die besondere Eigenschaft, dass es sich gleichmäßig magnetisieren lässt. Wenn wir fragen, wie ein Magnet funktioniert, fragen wir einfach, wie das Objekt, das wir einen Magneten nennen, sein Magnetfeld ausübt. Die Antwort ist eigentlich recht interessant.
In jedem Material gibt es mehrere kleine Magnetfelder, die Domänen genannt werden. Meistens sind diese Domänen unabhängig voneinander und weisen in verschiedene Richtungen. Ein starkes Magnetfeld kann jedoch die Domänen jedes ferromagnetischen Metalls so anordnen, dass sie sich ausrichten und ein größeres und stärkeres Magnetfeld erzeugen. Auf diese Weise werden die meisten Magnete hergestellt.
Der Hauptunterschied zwischen den Magneten ist, ob sie permanent oder temporär sind. Temporäre Magnete verlieren ihr größeres Magnetfeld mit der Zeit, wenn die Domänen in ihre ursprüngliche Position zurückkehren. Die gängigste Methode zur Herstellung von Magneten ist das Erhitzen auf die Curie-Temperatur oder darüber hinaus. Die Curie-Temperatur ist die Temperatur, bei der ein ferromagnetisches Metall magnetische Eigenschaften erlangt. Erhitzt man ein ferromagnetisches Material auf die angegebene Temperatur, wird es für eine gewisse Zeit magnetisch. Erhitzt man es über diesen Punkt hinaus, kann der Magnetismus dauerhaft werden. Ferromagnetische Materialien können auch in weiche und harte Metalle eingeteilt werden. Weiche Metalle verlieren ihr Magnetfeld mit der Zeit, nachdem sie magnetisiert wurden, während harte Metalle wahrscheinlich zu Dauermagneten werden.
Nicht alle Magnete sind von Menschenhand gemacht. Einige Magnete kommen in der Natur vor, wie z. B. lodestone. Dieses Mineral wurde im Altertum zur Herstellung der ersten Kompasse verwendet. Magnete haben aber noch andere Verwendungszwecke. Mit der Entdeckung des Zusammenhangs zwischen Magnetismus und Elektrizität sind Magnete heute ein wichtiger Bestandteil jedes Elektromotors und jeder Turbine, die es gibt. Magnete werden auch zur Speicherung von Computerdaten verwendet. Es gibt jetzt eine Art von Festplatte, die Solid State Drive genannt wird und es ermöglicht, Daten noch effizienter auf Computern zu speichern.
Wir haben viele Artikel über Magnete für Universe Today geschrieben. Hier ist ein Artikel über das Magnetfeld der Erde, und hier ist ein Artikel über den Stabmagneten.
Wenn Sie mehr über Magnete wissen möchten, sehen Sie sich die NASA-Diskussion über Magnete an, und hier ist ein Link zu einem Artikel über Magnetfelder.
Wir haben auch eine ganze Folge von Astronomy Cast über Magnetismus aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 42: Magnetismus überall.