Ferro-, Para-, Diamagnetismus

Kurzbeschreibung

Wir zeigen das Verhalten dieser drei Stoffarten im inhomogenen Magnetfeld, wobei jedesmal eine etwa erbsengroße Materialprobe an einem Faden im Feld aufgehängt wird. Diese erzeugen wir mit zwei Leybold-Spulen von je 500 Wdg, die auf ein Joch gesteckt werden. Darauf setzt man einen glatten Pol und einen Schneidenpol. Als Spannungsquelle dient uns ein Heinzinger Netzgerät (25/5). Die ganze Anordnung wird optisch abgebildet (f = 150 mm).

Ferromagnetismus:
Material ist eine Eisenkugel , die in Feldmitte aufgehängt wird (Polabstand 35 m). Beim Einschalten des Magneten springt sie an die Schneide.
Paramagnetismus:
Material ist ein Kupfersulfat-Kristall, der etwa 2 bis 3 mm von der Schneide entfernt hängen soll. Beim Einschalten des Feldes wird er zur Schneide hingezogen.
Diamagnetismus:
Material ist ein Wismutzylinder, der dicht an die Schneide gehängt werden soll. Beim Einschalten des Feldes wird er ein wenig von der Schneide abgestoßen.

Betriebsanleitungen: Elektrogeräte, Magnete, Lampen

Physikalische Erklärung

Werden ferromagnetische Werkstoffe in ein externes Magnetfeld gebracht, so werden die magnetischen Momente der Atome parallel ausgerichtet. Die sogenannten weissschen Bezirke stellen sich parallel in Richtung des Feldes. Dadurch erhöht sich die magnetische Feldstärke im Inneren des Materials und der Ferromagnet wird in Richtung höherer Feldstärken gezogen. Der Faktor der Flussdichteerhöhung im Vergleich zum leeren Raum wird durch die magnetische Permeabilität, bzw Suszebilität des Materials beschrieben. Die magnetische Permeabilität µr von Ferromagneten ist deutlich größer 1. So hat beispielsweise Eisen eine magnetische Permeabilität µr von bis zu 10.000
Auch Paramagneten folgen in ihrer Magnetisierung dem äußeren Feld, so dass das Magnetfeld in ihrem Inneren stärker ist als außerhalb. Paramagnetische Materialien haben dadurch die Tendenz, in ein Magnetfeld hineingezogen zu werden. Die magnetische Permeabilität von Paramagneten liegt jedoch nur knapp über 1
Bei diamagnetischen Materialien hingegen wird in einem externen Magnetfeld ein induziertes Magnetfeld gebildet, welches dem äußeren Magnetfeld entgegengesetzt ist. Sie haben daher die Tendenz in einem inhomogenen Magnetfeld in Richtung niedrigerer Feldstärke gedrückt zu werden. Die magnetische Permeabilität von Paramagneten liegt unter 1. Bei Wasser z.B. bei 0,999991 und bei dem von uns verwendeten Wismut bei 0,999832

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