Wie wirken unsichtbare Kräfte? Prof. Dr. Michael Düren 30. Mai 2006 II. Physikalisches Institut, Universität Giessen

Geheimnisvolles Schweben Wie kann dieses Plättchen schweben? Was sind das für Kräfte? Kinder fragen: Magnetismus als Antwort: abstoßen oder anziehen? Plättchen umdrehen, und dann? Würfel umdrehen und dann? Andere Möglichkeiten?

Was ist ein Magnet? Kühlschrankkuh an Metallplatte und Plastik-/Holzplatte Verschiedene Permanentmagnete vorführen: an Metallplatte anhaften lassen Elektromagnet mit Fallenlassen eines Eisenstücks

Woran bleibt ein Magnet hängen? Anziehung Keine Wirkung Anziehung: Eisen, Nickel Keine Anziehung Holz, Plastik, Aluminium, Getränkedose… Kann ein Magnet auch abstoßen?

Ein Magnet hat zwei Pole: Nordpol und Südpol! 2 Permanentmagnete vorführen Kompassnadel vorführen

Ein Magnet hat zwei Pole: Nordpol und Südpol! Anziehung: Abstoßung: N S N S N S N S N S N S N S N S N S Je zwei Kinder im Hörsaal ihre kleinen Stabmagnete testen lassen N S N S N S

Wirkt ein Magnet auch aus der Ferne und durch Materialen hindurch? Wie weit wirken Magnete? Wie macht der Magnet das? N Papier/Holz zwischen Magneten und Eisen halten (2 Kinder machen lassen) N S Kompass ERDE

Magnetfeld Um den Magneten herum ist ein Magnetfeld Das Magnetfeld ist: unsichtbar messbar Es kann stark oder schwach sein Eisenfeilspäne auf Overhead Feld von Kompassnadeln auf Overhead Hallsonde vorführen (Magnetfeld eines Stabmagneten messen)

Was bewirken Magnete sonst noch? Kreditkarte löschen Tonbänder und Musikkassetten löschen Beim Fernseher Farbe verändern Elektronenstrahl ablenken „Geisterhafte“ Wirkung der Magnetfelder aus der Ferne Farbfernseher (Monitor) mit Magnet manipulieren? Fadenstrahlrohr vorführen mit Permanentmagnet

Elektrischer Strom und Magnete Elektrischer Strom erzeugt Magnetfelder (z.B. Elektromagnet) Magnetfelder können elektrischen Strom erzeugen! (z.B. Dynamo) Da ist ein Magnet drin! Noch mal Elektromagnet lässt Eisen fallen Leiterschleife mit Birne leuchtet über Spule mit Wechselfeld Aluring springt hoch Keine Kraft auf Aluring mit Permanentmagnet, aber Ring fliegt weg beim Einschalten des Magnets

Magnetschwebebahn Die Bahn schwebt Sie fährt ohne Räder

Besondere Materialien Sie werden nicht angezogen sondern abgestoßen Anziehung Abstoßung Magnetpole: Nord-Süd, Süd-Nord Nord-Nord, Süd-Süd Materialien: Eisen, Nickel, Kobalt, … spezieller Graphit, Supraleiter,… Und noch mal das schwebende Plättchen und den schwebenden Magneten über dem Supraleiter zeigen Supraleitende Eisenbahn zeigen Geheimwort: Diamagnetismus diamagnetisch

Übung zur Kindervorlesung („Hausaufgabe“) Wir basteln ein Navigationsgerät Wir nehmen eine Schüssel mit Wasser und einen Plastikdeckel. Den Stabmagneten kleben wir im Deckel mit Klebestreifen fest und legen den Deckel in die Mitte der Schüssel. Was passiert jetzt? Der Stabmagnet richtet sich in Nord-Süd-Richtung aus. Den mittags in Richtung der Sonne zeigenden Teil beschriften wir mit „Süden“, den anderen mit „Norden“. Somit haben wir ein Navigationsgerät, welches uns immer anzeigt, wo Norden und wo Süden ist. So ein Gerät heißt bekanntlich „Kompass“ Damit unser Kompass richtig funktioniert, sollte kein Eisen (z.B. Heizkörper) in der Nähe sein. Prof. Dr. Michael Düren, II. Physikalisches Institut, Universität Giessen, 30.05.2006 www.physik.uni-giessen.de/dueren

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