Materie im magnetischen Feld - Versionsgeschichte

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‎Versuche

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‎Ergebnisse

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‎Dielektrizitätszahl und Polarisation

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==Versuche==
===Kondensator mit Dielektrikum===
===Faradayscher Käfig===

*[https://www.youtube.com/watch?v=79xMsqRp6dE MIT Video] einer Vorlesung von Walter Lewin. (
Lecture 5: Electrostatic Shielding (Faraday Cage)) Ab 43:00 Influenzierter Gegenstand, Radio und Mensch im Faradaykäfig.

==Ergebnisse==
*Elektrisch neutrale Gegenstände werden durch ein elektrisches Feld polarisiert (influenziert). Die Polarisation eines Gegenstandes hält aber ohne Feld nicht an.
*Innerhalb des polarisierten Gegenstandes bildet sich ein elektrisches Gegenfeld aus. An den Rändern entstehen Polarisierungsladungen. Durch die Polarisierung wird das elektrische Feld im Gegenstand schwächer.
:Quellen des elektrischen Feldes sind freie elektrische Ladungen und an polarisierte Gegenstände gebundene Polarisationsladungen.
*Die Energie ist nun im schwächeren Feld und im polarisierten Gegenstand gespeichert.

===Molekulare Veränderungen===
Die Veränderungen auf der Möleküle des Gegenstandes sind, je nach Eigenschaft des Materials, unterschiedlich:
*Bei Leitern verschieben sich die beweglichen Hüllenelektronen.
*Bei Isolatoren verschieben sich die Atomhüllen der einzelnen Atome.
*Bei Materialien, deren einzelne Moleküle bereits eine elektrische Asymetrie aufweisen und deshalb ein Dipol sind, drehen sich die Moleküle und richten sich aus.

===Dielektrizitätszahl und Polarisation===
Es gibt zwei Möglichkeiten, die Stärke der [https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Polarisation magnetischen Polarisation] (Magnetisierung<ref>Die magnetische Polarisierung <math>\vec J</math> und die Magnetisierung <math>\vec M</math> eines Gegenstandes sind zwei eng miteinander verbundene Größen. Beide sind parallel und unterscheiden sich nur im Betrag durch die magnetische Feldkonstante: <math>\vec J = \mu_0 \, \vec M</math></ref> oder Influenz) von Material zu beschreiben.
*Einmal mit der Permeabilitätszahl: Verhältnis der Feldstärke mit und ohne Material.
Die Feldstärke sinkt auf <math>1/\mu_r</math>-el.
*Oder man beschreibt, um welchen Betrag sich die Feldstärke absolut geändert hat. Der fehlende Betrag gibt an, wie stark das Material polarisiert ist:

Die Polarisierungslinien beschreiben den Polarisierungszustand und verlaufen innerhalb des Gegenstandes von den negativen zu den positiven Polarisations-Ladungen.

Deshalb beginnen die Magnetisierungslinien dort, wo die Feldlinien enden. Polarisationslinien enden dort, wo Feldlinien beginnen.

<gallery widths=200px heights=150px perrow=3 ">
Bild:Permanentmagnet Übersicht Feld.png|Zwischen den Polen eines Ringmagneten befindet sich ein magnetisches Feld.
Bild:Permanentmagnet Übersicht Linien.png|Näherungsweise wird das Feld als homogen angenommen.
Bild:leer.jpg
Bild:Permanentmagnet Übersicht mit Materie.png|Ein magnetisierbarer Gegenstand wird durch Ausrichtung der Elementarmagnete [[Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)#Elektrische und magnetische Influenz.5B7.5D|polarisiert]].
Bild:Permanentmagnet Übersicht mit Materie Polarisation NS.png|Der Gegenstand ist magnetisiert, an den Oberflächen des Gegenstandes befinden sich magnetische Pole...
Bild:Permanentmagnet Übersicht mit Materie Gegenfeld.png|...und es bildet sich innerhalb des Gegenstandes ein magnetisches Gegenfeld aus.
Bild:Permanentmagnet Übersicht mit Materie Linie Mur ohneM0.png|Die Permeabilitätszahl<math>\mu_r</math> gibt an auf welchen Bruchteil die Feldstärke im Gegenstand abnimmt.
Bild:Permanentmagnet Übersicht mit Materie Linien Mur J.png|Die magnetische Flussdichte B bleibt im gesamten Bereich konstant.

</gallery>

==Fußnoten==
<references/>
==Links==
* Skript der Uni Würzburg: [http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/SS06/09%20Dielektrika%20im%20E-Feld.pdf Dielektrika im Feld]
* Skript: [https://courses.cit.cornell.edu/ece303/Lectures/lecture7.pdf Lecture7 Polarization] (Cornell University, Ithaca, New York)
* Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektret Elektret] Elektrisches Analogon zu Dauermagneten. Materie wird dauerhaft elektrisch polarisiert.
** [http://www.fl-electronic.de/modifikation/elektret.html Herstellung von Elektreten und Elektretmikrofone] (FL-electronic / Neuklang Mühlenpfordtstr.5 38106 Braunschweig)

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 ==Ergebnisse==
-*Viele Gegenstände enthalten Elementarmagnete, die durch ein äußeres Magnetfeld ausgerichtet werden. Durch das Magnetfeld werden die  magnetischen Dipole ausgerichtet und so der Gegenstand magnetisch polarisiert (influenziert). Je nach Materialeigenschaft des Gegenstandes kann die magnetische Polarisation ohne das äußere Magnetfeld mehr oder weniger lange anhalten.
+*Viele Gegenstände enthalten [[Schwere,_Elektrische_und_Magnetische_Wechselwirkung_(Gravitation,_Elektrostatik,_Magnetostatik)#Entstehung_der_Ursachen_/_Ladungen|Elementarmagnete]], die durch ein äußeres Magnetfeld ausgerichtet werden. Durch das Magnetfeld werden die  magnetischen Dipole ausgerichtet und so der Gegenstand magnetisch polarisiert (influenziert). Je nach Materialeigenschaft des Gegenstandes kann die magnetische Polarisation ohne das äußere Magnetfeld mehr oder weniger lange anhalten.
 *Innerhalb des magnetisierten Gegenstandes bildet sich ein magnetisches Gegenfeld aus. An den Rändern entstehen Magnetpole. Durch die Polarisierung wird das Magnetfeld im Gegenstand schwächer.
-:Quellen des elektrischen Feldes sind freie elektrische Ladungen und an polarisierte Gegenstände gebundene Polarisationsladungen.
+:Quellen des Magnetfeldes sind an magnetisierte Gegenstände gebundene Pole, denen man eine magnetische Ladung zuschreiben kann.
-*Die Energie ist nun im schwächeren Feld und im polarisierten Gegenstand gespeichert.
+*Die Energie ist nun im schwächeren Magnetfeld und im magnetisierten Gegenstand gespeichert.
-−
-−
 ===Molekulare Veränderungen===
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 Deshalb beginnen die Magnetisierungslinien dort, wo die Feldlinien enden. Magnetisierungslinien enden dort, wo Feldlinien beginnen.
 <gallery widths=200px heights=150px  perrow=3 ">
   Bild:Permanentmagnet Übersicht Feld.png|Zwischen den Polen eines Ringmagneten befindet sich ein magnetisches Feld.

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 ==Versuche==
-===Kondensator mit Dielektrikum===
+*Spule mit Eisenkern
-===Faradayscher Käfig===
+*Abschirmen von Magnetfeldern durch Eisenblech
-−
-*[https://www.youtube.com/watch?v=79xMsqRp6dE MIT Video] einer Vorlesung von Walter Lewin. (
-Lecture 5: Electrostatic Shielding (Faraday Cage)) Ab 43:00 Influenzierter Gegenstand, Radio und Mensch im Faradaykäfig.
 ==Ergebnisse==

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 *Bei Materialien, deren einzelne Moleküle bereits eine elektrische Asymetrie aufweisen und deshalb ein Dipol sind, drehen sich die Moleküle und richten sich aus.
-===Dielektrizitätszahl und Polarisation===
+===Permeabilitätszahl und magnetische Polarisation===
 Es gibt zwei Möglichkeiten, die Stärke der [https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Polarisation magnetischen Polarisation] (Magnetisierung<ref>Die magnetische Polarisierung <math>\vec J</math> und die Magnetisierung <math>\vec M</math> eines Gegenstandes sind zwei eng miteinander verbundene Größen. Beide sind parallel und unterscheiden sich nur im Betrag durch die magnetische Feldkonstante: <math>\vec J = \mu_0 \, \vec M</math></ref> oder Influenz) von Material zu beschreiben.
-*Einmal mit der Permeabilitätszahl: Verhältnis der Feldstärke mit und ohne Material.
+*Einmal mit der Permeabilitätszahl: Verhältnis der Feldstärke mit und ohne Material.<br>Die Feldstärke sinkt auf <math>1/\mu_r</math>-el.
 Die Feldstärke sinkt auf <math>1/\mu_r</math>-el.
 *Oder man beschreibt, um welchen Betrag sich die Feldstärke absolut geändert hat. Der fehlende Betrag gibt an, wie stark das Material polarisiert ist:
-Die Polarisierungslinien beschreiben den Polarisierungszustand und verlaufen innerhalb des Gegenstandes von den negativen zu den positiven Polarisations-Ladungen.
+Die Magnetisierungslinien beschreiben den magnetischen Polarisierungszustand und verlaufen innerhalb des Gegenstandes vom Südpol zum Nordpol.
-Deshalb beginnen die Magnetisierungslinien dort, wo die Feldlinien enden. Polarisationslinien enden dort, wo Feldlinien beginnen.
+Deshalb beginnen die Magnetisierungslinien dort, wo die Feldlinien enden. Magnetisierungslinien enden dort, wo Feldlinien beginnen.