Magnet(e)(etismus)(feld)?

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Keily

  • Gast
Magnet(e)(etismus)(feld)?
« am: 04. September 2008, 17:42:20 »
Hallo

Hab mal letztens mit ein paar Kühlschrankmagneten rumgespielt und dabei sind mir so nen paar Gedanken durch den Kopf gegangen.

Die Erde hat doch ein Magnetfeld das durch den Kern der sich in rotation befindet erzeugt wird.
Wieso ist ein Magnet nun eigentlich magnetisch, da bewegt sich doch nichts und wie wird dann das kleine Mgnetfeld erzeugt?
Hat das was mit der Erde zu tun und funktioniert mein Magnet auch außerhalb des Erdmagnetfeldes oder gar auf anderen Planeten(Mars,Mond,u.s.w.)?  :-?
Nicht lachen aber das ist mir halt durch den Kopf geschossen.  ::)
Also Wer kann mir das mal erklären?
Danke schon mal. :)

Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #1 am: 04. September 2008, 17:44:33 »
Hallo,

schau mal hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus#Magnetismus_der_Materie

Die Rotation der geladenen Elementarteilchen macht's, praktisch Elektromagnetismus auf kleinstem Niveau.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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Keily

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #2 am: 04. September 2008, 18:24:27 »
Ah habs gelesen

Das heist es ist sozusagen auch in meinen Kühlschrankmagneten ein kleiner Motor(natürlich im Nano Bereich). Und Er müste überall im Universum fuktionieren.
Bleibt nur noch die Frage, woher kommt die Energie? Aus den Elementarteilchen sebst?
Aber danke Daniel  :)

GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #3 am: 04. September 2008, 21:04:25 »
Es sind keine Motoren in deinen Magneten. Stell Dir ein einzelnes Atom mit den in ihm kreisenden Elektronen einfach als kleine Spule vor. Dann erzeugt dieser ringförmige Strom, der immer fließt, ein winziges Magnetfeld.

In den meisten Stoffen zeigen die kleinen "Magnetspulen" in beliebige Richtungen. Insgesamt heben sich dann die vielen kleinen Magnetfelder nach außen hin auf.

Es gibt aber Materialien, in denen man all die kleinen "Spulen" gleich ausrichten kann. Bei einigen Materialien bleibt diese gleiche Ausrichtung auch über lange Zeit erhalten. Damit summieren sich die vielen kleinen Magnetfelder zu einem größeren und Du hast einen Kühlschrankmagneten.

Und da die Elektronen ihre Atomkerne ständig und ohne Antrieb umkreisen, benötigt man auch keine Energie dafür.

GG

(Natürlich ist das alles viel komplizierter, aber das hast Du ja in der Wikipedia gesehen.)
« Letzte Änderung: 04. September 2008, 21:11:19 von GG »

Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #4 am: 04. September 2008, 21:11:13 »
Hallo nochmal,

das Modell der Kreisströme hat aber im Detail einen Haken: beschleunigte Ladungen (also rotierend, auf Kreisbahnen) verlieren Energie durch Strahlung. Das Modell, oder besser die Analogie der Kreisströme erklärt also nicht vollständig das Phänomen.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #5 am: 04. September 2008, 21:12:16 »
Natürlich nicht, aber soll ich nun gleich mit Kanonen auf Spatzen schießen?

GG

Keily

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #6 am: 04. September 2008, 21:28:57 »
Nein GG  Du sollst natürlich nicht mit Kanonen auf Spatzen schiessen!  ;D
Und das mit dem Motor hab ich bloß geschrieben weil ich nicht so richtig ein Vorstellungvermögen davon habe, das heißt ich habs schon kappiert.  :)

Zitat
Das Modell, oder besser die Analogie der Kreisströme erklärt also nicht vollständig das Phänomen.

Daniel das heißt doch aber es gibt ein Phänomen.
Weiß Du um was es sich handelt? Ich meine kurz, ohne mich wieder auf ne Wiki-Seite zu verweisen von der ich nur 10% verstehe.
Danke  ;)

Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #7 am: 04. September 2008, 21:48:14 »
Ich bin kein Physiker, sondern nur Techniker. Für den Techniker reicht diese Analogie ;). Warum es in der atomaren Quantenwelt ein magnetisches Moment der Teilchen gibt, kann ich auch nicht erklären.
Irgendwann beginnt man die bekannten Modelle einfach zu akzeptieren und hört auf zu fragen ... viel tiefer bin ich also nicht in die Materie eingestiegen.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #8 am: 04. September 2008, 22:08:14 »
Zitat
Irgendwann beginnt man die bekannten Modelle einfach zu akzeptieren ...
Da stimme ich zu. Jedermann akzeptiert, dass Massen einander anziehen, obwohl man noch nicht weiß, wie Masse eigentlich entsteht.

Genauso kann ich das Phänomen akzeptieren, dass bewegte Ladung eine magnetische Wirkung hervorruft.

GG
« Letzte Änderung: 05. September 2008, 07:55:33 von GG »

Keily

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #9 am: 04. September 2008, 23:12:20 »
Also gut Ihr habt ja irgend wo recht.
Allerding kann ich das nur tollerieren denn wenn ich das einfach akzeptiere dann könnt ich ja aufhören darüber nach zu denken, und das kann ich nicht.
 Trotzdem Danke Euch!

Gruß Torsten  ;)

Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #10 am: 04. September 2008, 23:17:25 »
Hallo Torsten,

eigentlich meine ich (und Günther wohl auch), dass man schon weiter fragen muss. Nur gewöhnt man sich an einige Begriffe und Erklärungen, oder besser "Erklärungen", wenn sie oft wiederholt werden und merkt oft gar nicht, dass man die wahre Ursache noch gar nicht gefunden hat.
Also: ruhig weiter fragen!
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

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GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #11 am: 05. September 2008, 07:58:01 »
Genau Torsten,

meine Bemerkung zielte nicht gegen Deine Frage. Ich versuchte nur, mich selbst zu überzeugen. ;-)

Wer hat denn die ganze heutige Physik schon komplett verstanden? Und wenn es einen gäbe, dann hätte er noch viel mehr offene Fragen.

GG
« Letzte Änderung: 05. September 2008, 07:59:56 von GG »

ilbus

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #12 am: 05. September 2008, 09:25:35 »
Guten Morgen

Das Model ist im Ganzen wirklich sehr gut, und die Einschränkung durch den Energieverlust beschleunigter Ladungen greift hier nur bedingt. (In supraleitenden Magnespullen bewegen sich die Ladungen auch beschleunigt, doch es findet kein Energieferlust statt.)

MAgnetismus und Supraleitung sind beides Quanteeffekte. Die in sehr kleinene Dimensionen erst spürbar werden. Und erst ihre Überlagerung aus Millarden und abermiliarden Teilchen ergibt uns ein gewöhnliches Bild. Ohne dieser Effekte hätte das Elektron in einer Atomhülle auch seine Energie verlohren, wenn es dem wirklich so währe, dass es auf einer Kreisbahn sich um den Atomkern bewegt hätte.

Das Elektron befindet sich immer gleichzeitig überal in der Elektronenwolke der Elektronenhülle, was aus der Heisenbergischen Unschärferelation folgt. Diese Besagt, dass man nicht beliebig den Impuls und das Ort eines Teilchens wissen kann. Sobalnd man ein Teilchen eine Energie in der Elektronenhülle zuordnent, gibt hält man auch ihren impuls fest, was aber den den Bereich möglichen Aufenhaltsorts verschmiert.

Deswegen ist das Elektron mal hier, mal da, bewegtisch aber in dem Sinne nicht mehr beschleunigt, und Energievelust findet erst bei den Übergängen von einer Elektronenhülle in die andere statt. Gimittelt also bilden die Elektronen die Elektronenschallen um den Kern.

Mit Magnetismus ist es ähnlich. Die Summe aller möglichen Elektron-Positionen und Bewegungen in dem Festkörper ergibt das Bild mit vielen kleinen wild im Raum ausgerichteten Spullchen. Die Spullen sind aber nicht unbedingt den einzelnen Atom zuzuordnen, sondern sind mikroklustern aus denen, die gemeinsame Elektronen besitzen. Solche Elektronen bewegen sich meistens frei in dem Festkörper rum und sind keinem Atom mehr zuzuordnen (Bindungsenergie zwischen de n Atomen in dem Festkörper ist Grösser als der Elektronen an das Atom, daher werden diese innerhalb dieses Körpers frei.)

Lokal bilden diese Elektronen solche Spullchen. Die wiederum nichts festes sind, sondern eine Überlagerung einer Vielzahl beteiligter Elektronen und Ionen des Festkörpers. Die Gröse und die Richtung der Spullen ist materialabhängig, ist aber von aussen beeinflussbar (da kein festes Gebilde). Und zwar mit Elektrischen und Magnetischen Feldern. Die Überlagerung der Felder dieser Spullchen wurde oben schon erklärt.

Da es eine Überlagerung stationärer Quantenzustände ist gibt es kein Energieverlust, solange man die Bedingungen nicht ändert, in denen sich die Mikrokluster bilden, in dem Magnetfeld des Körpers ist seine innere Energie gespeichert.

Dieser Energie geht nicht verlohren sondern wie alles in der Physik, kann höchstens umgewandelt werden. Zu mindest theoretisch ist ein solcher Kühlschrank möglich, der das Erreichen dem Absolutnull sehr nahen Temperaturen erklauben soll. Doch das ist ein anderes Thema.

Privet. Yevgenij
« Letzte Änderung: 05. September 2008, 16:26:09 von ilbus »

Keily

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #13 am: 05. September 2008, 14:26:02 »
Danke

Zitat
Wer hat denn die ganze heutige Physik schon komplett verstanden? Und wenn es einen gäbe, dann hätte er noch viel mehr offene Fragen.

Zitat
Also: ruhig weiter fragen!

Hi Yevgenij

Du entführst mich hier in die Welt der Quantenphysik und schreibst von Unschärfe. Es ist ein hoch interessantes Gebiet. Leider für mich um etliche Klassen zu hoch.
Soweit ich das verstanden hab, könnt ihr das Phänomen auch nur mit der Unschärfe in der Quantenphysik erklären.
Und Unschärfe heißt doch bloß, man weiß es nicht(genau).  ;)
Oder lieg ich da völlig falsch?

Gruß Torsten  :)

GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #14 am: 05. September 2008, 15:28:22 »
Da hammer's. Jetzt hat Yev ja doch die Kanonen ausgepackt. ;D

Crashkurs Quantenphysik. Ich glaube, ich tunnel mich mal in einen anderen Thread.

GG
« Letzte Änderung: 05. September 2008, 15:29:01 von GG »

*

Offline spacer

  • *****
  • 2658
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #15 am: 05. September 2008, 15:33:19 »
Die heisenbergsche Unschärferelation besagt, dass man nicht Ort und Impuls eines Teilchens genau messen kann. Verfeinert man die Messung des Impuls, wird die Messung des Ortes unschärfer und umgekehrt.

ilbus

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #16 am: 05. September 2008, 16:29:07 »
@GG ;)

@ spacer und Keily: nicht nur Messen sondern auf jegliche art und weise einschr"anken, einsperren, lokalisieren. Eine Messung ist im gewissen Sinne eine solche Einschr"nkung. Coulombpotential eines Atoms ist eine Barjere, die ebenso solche Einschränkung bildet.
« Letzte Änderung: 05. September 2008, 16:31:42 von ilbus »

Keily

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #17 am: 05. September 2008, 20:28:22 »
Yevgenij

Jetzt willst Du mich wohl entgültig fertig machen.  :o
Zitat
Coulomb Potential
Mußte erst mal wieder googeln damit ich weiß von was Du schreibst. Naja eigendlich versteh ich nur "Bahnhof,Kartoffeln klauen und Rembrand"
Sorry aber Du spielst halt in einer anderen Liga. OK Spacer,Daniel oder GG kommen da vielleicht mit, ich nicht mehr.  :-/
Trotzdem Danke für Deinen Versuch.
Was ich verstanden habe kann ich zum Schluß noch in einem kleinen Witz verdeutlichen.

[highlight]Zwei Politiker treffen sich während einer Versammlungspause am Tresen.
fragt der eine:
Du ich hab Deine Rede gehört aber was hast Du gesagt?
sagt der andere:
Nix
darauf der eine:
Ja, das hab ich schon verstanden aber wie hast Du das formoliert ?[/highlight]  ;D
Also nichts für ungut  ;)

GG

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #18 am: 05. September 2008, 20:57:08 »
Deshalb hatte ich Dir ja die vereinfachte Erklärung mit den kleinen Spulen angeboten. Mit der kommt man schon ziemlich weit, versteht das wesentliche und lässt die armen Spatzen leben.  :)

GG

ilbus

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #19 am: 06. September 2008, 09:03:56 »
Ohje, sorry, Keily. GG hat recht, ich habe wirklich mit Kanonen auf Spatzen geschossen...und ich war so stolz für meinen einigermassen korrekten Deutsch in dem Post ::)....

Du schiehnst dort eine offene Frage bei der Energieerhaltung des Magnetfeldes der Kühlschrankmagnete zu haben. Und alles was ich wollte das zu erklären, was im Wiederspruch zu klassischen Spullenerklärung ist.


naja, meine Motivation war wiedermal besser als das Endergebnis wah? ;)

Grüsse. Yev
« Letzte Änderung: 06. September 2008, 09:04:26 von ilbus »

schoenix

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #20 am: 06. September 2008, 16:54:27 »
Ich glaube die Erklärung mit den Spulen ist ja nichtmal so schlecht, wenn man sich das Elektron quasi spulenförmig (Die Orbitale sehen meistens etwas komplizierter aus) um den Kern "verschmiert" vorstellt. Mit "verschmiert" stelle ich mir die Unschärferelation bildlich vor, da unser Vorstellungsvermögen im Normalfall ja vor der Quantenmechanik kapituliert.

Frage an Yevgenij:
Ist für das Magnetfeld nun der Drehimpuls, diese Magnetquantenzahl oder der Spin verantwortlich, ich bin da leider nicht mehr so ganz in der Materie drin?

ilbus

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #21 am: 06. September 2008, 19:51:55 »
@schoenix, es ist beides, genauer gesagt iher Überlagerung. Ihre wechselwirkung untereinander f"urt zu hyperfeinen Aufspaltung der Energieniveaus der Elektronenhüllen.

schoenix

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #22 am: 14. September 2008, 17:13:08 »
Zitat
@schoenix, es ist beides, genauer gesagt iher Überlagerung. Ihre wechselwirkung untereinander f"urt zu hyperfeinen Aufspaltung der Energieniveaus der Elektronenhüllen.
Ok stimmt das war ja die Geschichte.
Ändert sich eigentlich das Magnetfeld eines Dauermagneten wenn ich ihn mit Licht bestrahle. Ich meine durch das Licht müssten ja in den äusseren Schichten ab und an Elektronen auf ein anderes Niveau gehoben werden und dabei müsste sich das Magentfeld ändern.

PS: Was mir da gerade noch einfällt. Gibt es sowas wie Lichterrosion? Ich meine durch die Veränderungen der Elektronenorbitale beim Absorbieren und Emittieren von Photonen könnte es ja in vereinzelten Fällen zu einem Lösen des Atoms aus der Gitterstruktur kommen.
« Letzte Änderung: 14. September 2008, 17:16:39 von schoenix »

ilbus

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #23 am: 14. September 2008, 17:46:49 »
Sichtbraes Licht hat ennergien im Bereich von eV (1,6e-16Joul) die Ionenbindung in dem Kristallenist weitaus stärker. Doch ich bin leider kein Materlialphysiker, vielleicht gibt es so was. Ich kann es mir vorstellen, dass wenn es gewollt ist, wird daran geforscht.

Was  man aber kennt, ist das Laserschweissen, oder eben Laserschneiden. Dort sind die Energien der Photonen zusammen mit lockalisierten hohen Intensität aussreichend um die Gitterstruktur aufzubrechen (ich meine durch Schmelzen).

Grüße. Yev

schoenix

  • Gast
Re: Magnet(e)(etismus)(feld)?
« Antwort #24 am: 20. September 2008, 18:15:12 »
Zitat
Sichtbraes Licht hat ennergien im Bereich von eV (1,6e-16Joul) die Ionenbindung in dem Kristallenist weitaus stärker. Doch ich bin leider kein Materlialphysiker, vielleicht gibt es so was. Ich kann es mir vorstellen, dass wenn es gewollt ist, wird daran geforscht.

Was  man aber kennt, ist das Laserschweissen, oder eben Laserschneiden. Dort sind die Energien der Photonen zusammen mit lockalisierten hohen Intensität aussreichend um die Gitterstruktur aufzubrechen (ich meine durch Schmelzen).

Grüße. Yev
Hm Schmelzen meinte ich jetzt eigentlich nicht, dort geht es ja über den Umweg der Wärme.

Ich glaube auch nicht, dass diese Lichterrossion unbedingt sofort die Gitterstruktur aufbrechen müsste, ich dachte mehr an nach und nach auftretende Zerrüttung des Gitters, etwa indem gewisse winzige Verschiebungen durch solche Prozesse auftretten, welche nach und nach zu einer Errossion führen. Wobei was mir da gerade einfällt, die Errossion durch Wärme, also Gitterschwingungen, dürfte vermutlich deutlich größer sein.