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Magnetfeld und magnetischer Dipol

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Steckbrief

Ein magnetisches Feld entsteht, wenn sich eine Ladung bewegt. Die Feldlinien des Magnetfeldes sind kreisförmig um die Ladung angeordnet.

Magnetische Feldlinien um einen stromführenden Leiter sind zentrisch und kreisförmig um den Leiter angeordnet.

Das Magnetfeld einer elektrischen Spule setzt sich aus der Überlagerung der Magnetfelder von Kreisströmen zusammen. Im Inneren der Spule ist das Magnetfeld homogen und wirkt wie ein Stabmagnet.

Jeder Magnet ist ein Dipol, d.h. er hat einen Nord- und einen Südpol. Ein solcher Dipol entsteht immer dann, wenn ein Strom im Kreis fließt. Dabei wird ein magnetisches Dipolmoment Equation erzeugt, das senkrecht auf der Kreisfläche steht. Auch geladene Teilchen (z.B. Protonen) besitzen ein Dipolmoment. Diese Tatsache wird bei der Kernspintomografie ausgenutzt.

Geladene Teilchen, die senkrecht zu den magnetischen Feldlinien in ein Magnetfeld eingeschossen werden, erfahren eine Ablenkung und werden auf eine Kreisbahn gezwungen (Zyklotronbahn), da ihr Geschwindigkeitsvektor senkrecht zum Beschleunigungsvektor steht. Sie können dadurch auf sehr hohe Geschwindigkeiten (bis zu 99% Lichtgeschwindigkeit) beschleunigt werden. Die hohe kinetische Energie dieser schnellen Teilchen wird zur Herstellung von Isotopen benutzt.

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    Magnetismus

    Magnetismus entsteht immer dann, wenn eine elektrische Ladung bewegt wird. Ein stromführender Draht ist immer von einem Magnetfeld umgeben. Auch die Elektronen auf ihren Bohr’schen Bahnen in Atomen stellen eine Art Strom (Kreisstrom) dar. Dieser ist verantwortlich für den Magnetismus, dem wir täglich z.B. an unseren Kühlschranktürmagneten begegnen.

    Magnetisches Feld

    Magnetfeld einer bewegten Ladung

    Eine Ladung im Vakuum ist von umgeben, die eine elektrische Kraftwirkung symbolisieren, siehe dazu auch . Eine Ladung ist nicht nur von elektrischen Feldlinien , sondern auch von umgeben. Die magnetischen Feldlinien drücken eine aus. Die elektrischen Feldlinien streben radial nach außen. Die magnetischen Feldlinien sind aber kreisförmig um die bewegte Ladung angeordnet und immer in sich geschlossen. Bei positiver Ladung gilt die Rechte-Hand-Regel: wenn die positive Ladung sich in Richtung des rechten Daumens bewegt, dann geben die Finger der Hand die Orientierung der Feldlinien an.

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      zuletzt bearbeitet: 31.05.2023
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Dr. Hartmut Zabel, 29.01.2022
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