Magnetische Stoffe

Die faszinierende Welt der Magnetfelder durchdringt alle Materialien in unserer Umgebung. Während jeder Werkstoff auf magnetische Kräfte reagiert, zeigt sich die Intensität dieser Wechselwirkung in erstaunlich unterschiedlichen Ausprägungen - von starker Anziehung bis hin zu leichter Abstoßung.

Welche Stoffe werden von Magneten angezogen?

Ferromagnetische Stoffe

Ferromagnetische Gegenstände haften selbst an Magneten und werden zudem als magnetisierbare Stoffe bezeichnet, da sie durch Kontakt mit einem Magneten selbst zu einem solchen werden und gelten als klassische magnetische Stoffe.

Unterschieden wird weiterhin zwischen magnetisch weichen und magnetisch harten Stoffen:

Welche Stoffe magnetisch sind, ist insbesondere abhängig von deren Permeabilität. Hier eine Übersicht der stark magnetischen Materialien:

Zudem gibt es einige Sonderlegierungen, welche mitunter für magnetische Abschirmungen in hochwertiger Technik genutzt werden, da sie eine hohe Permeabilität aufweisen. Dazu gehören zum Beispiel Nickel-Eisen-Legierungen wie Mu-Metall und Neodym-Eisen-Bor-Verbindungen, die in den stärksten Dauermagneten zum Einsatz kommen.

Paramagnetische Stoffe

Paramagnetische Stoffe werden von Permanent- oder Elektromagneten leicht angezogen, können jedoch selbst nicht magnetisiert und damit nicht als Magnete genutzt werden. Ihre Permeabilitätszahl liegt leicht über 1 – das auf sie einwirkende Magnetfeld wird also nur minimal verstärkt. Zu den paramagnetischen Stoffen, die nur sehr schwach von Magneten angezogen werden und nicht dauerhaft magnetisierbar sind, zählen:

• Aluminium
• Platin
• Sauerstoff

Diamagnetische Stoffe

Diamagnetische Stoffe, wie Kupfer, Zink und Wasser, haften nicht an Magneten und werden von diesen sogar leicht abgestoßen. Das liegt daran, dass die Permeabilität – also ihre Fähigkeit zur Aufnahme und Weiterleitung magnetischer Felder – besonders gering ist. Die Frage, ob Kupfer magnetisch ist, lässt sich also mit einem „nein“ beantworten.

Magnetische Eigenschaften und deren Permeabilität zusammengefasst

Die magnetische Permeabilität bestimmt die Durchlässigkeit eines Materials für Magnetfelder:

Wie wirken Magnete auf magnetische Stoffe?

Ferromagnetische Stoffe bestehen aus mikroskopisch kleinen Elementarmagnete, die sich in sogenannten weißschen Bezirken organisieren. In nicht-magnetisiertem Zustand sind diese Bezirke ungeordnet, wodurch sich ihre magnetischen Felder gegenseitig neutralisieren.

Der Magnetisierungsprozess

Phase 1: Ausrichtung

Wird ein externer Magnet angenähert, beginnen sich die Elementarmagnete in den Domänen neu auszurichten. Die Wände der weißschen Bezirke klappen um, bis eine einheitliche Magnetisierung entsteht.

Phase 2: Polbildung

• Es entstehen zwei Magnetpole (Nord- und Südpol)
• An beiden Polen bildet sich eine hohe magnetische Feldstärke
• Geschlossene Feldlinien verlaufen vom Nord- zum Südpol

Visualisierung der Magnetfelder

Die magnetischen Feldlinien lassen sich durch ein einfaches Experiment sichtbar machen:

• Eisenspäne auf Papier oder Karton streuen
• Magnetischen Körper darunter platzieren
• Beobachtung der Anordnung der Späne entlang der Feldlinien

Verstärkungseffekt

Bei Ausrichtung zweier Magnete im gleichen Kraftfluss verstärken sich ihre magnetischen Felder gegenseitig und bilden ein gemeinsames, stärkeres Magnetfeld.