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Versuche

Magnetfeld eines Stabmagneten

Darstellung mit einer Wasserwanne

Aufbau und Durchführung

Um die Struktur des Feldes eines Stabmagneten untersuchen zu können, bringen wir den Stabmagneten an ein Becken, in dessen Wasser eine magnetisierte Stricknadel (Nordpol oben) mit Hilfe eines Korkens senkrecht zur Wasseroberfläche schwimmt.

Bringt man den Stabmagnet wie skizziert an, so kann man den Einfluss von dessen Feld auf einen "Quasi-Nordpol" studieren (der Südpol der Stricknadel liegt soweit unterhalb des Stabmagneten, dass die Kraftwirkung auf ihn vernachlässigt werden kann.

Darstellung von Feldlinien mithilfe einer Wasserwanne, in der eine an einem Korken montierte Stricknadel im Wasser die Feldlinien des Magneten nachfährt

Beobachtung

Bringt man nun die Stricknadel in den Nähe des Nordpols vom Stabmagneten und lässt dann die Nadel los, so bewegt sich diese - wie von Geisterhand geführt - auf einer ganz bestimmten Bahn zum Südpol. Man nennt diese vielen möglichen Bahnen, die sich je nach Einsatzpunkt der Nadel ergeben, Feldlinien.

Man versieht die Feldlinien mit einer Richtung: Die Richtung der Feldlinie in einem Punkt gibt die Richtung der Kraft an, die ein Nordpol erfahren würde, wenn man ihn an diesen Punkt bringen würde. Magnetische Feldlinien gehen also vom Nordpol aus und laufen zum Südpol.

Darstellung mit Kompassnadeln

Man kann die Feldstruktur auch mit kleinen Kompassnadeln (magnetische Dipole) darstellen. Dies ist experimentell weniger aufwändig. Die Nordpole dieser Dipole stellen sich in Richtung der Feldlinie ein, falls die Nadel nicht zu groß ist.

Darstellung mit Eisenfeilspänen

Eine sehr hübsche Möglichkeit der Feldstrukturuntersuchung bietet sich, wenn man den Magneten unter eine Glasplatte legt und auf die Platte dann Eisenfeilspäne (viele kleine, zunächst unmagnetische Späne) streut. Die Späne werden durch magnetische Influenz zu kleinen Dipolen, die sich längs der Feldlinien ausrichten. Die Ausrichtung wird erleichtert, wenn man kurz an die Glasplatte klopft.