Feldlinienmodell magnetischer Felder

Inhalt

• Feldlinienmodell und Feldlinienbilder in der Physik
• Feldlinienmodell des magnetischen Felds
• Interpretation der magnetischen Feldlinien
• Verdeutlichung der Feldlinien mithilfe eines Kompasses
• Homogenes magnetisches Feld
• Feldlinienmodell magnetischer Felder – Zusammenfassung
• Häufig gestellte Fragen zum Thema Feldlinienmodell magnetischer Felder

Feldlinienmodell und Feldlinienbilder in der Physik

Das magnetische Feld eines Magneten lässt sich nur schwer darstellen. Es hilft, ein Feldlinienbild zur Veranschaulichung zu betrachten. Aber was ist ein Feldlinienbild und welche Eigenschaften haben Feldlinien? Im Folgenden werden diese und weitere Fragen zu den Themen Magnetfeld, Feldlinienmodell und Feldlinienbilder auf einfache Weise erklärt.

Feldlinienmodell des magnetischen Felds

Magnete haben einen magnetischen Nordpol und einen magnetischen Südpol. Sie können andere Magnete anziehen und abstoßen. Magnete können auch magnetisierende Körper (zum Beispiel Gegenstände aus Metall) anziehen. Das geht jedoch nur bis zu einer bestimmten Distanz. Der Raum um den Magneten, in dem seine magnetische Kraft wirkt, nennt man magnetisches Feld.

• Den Wirkungsbereich eines Magneten nennt man magnetisches Feld. Es beschreibt die magnetische Kraftwirkung des Magneten.

Das magnetische Feld lässt sich vereinfacht durch sogenannte Feldlinien darstellen. Mehrere Feldlinien zusammen ergeben ein Feldlinienbild.

Beachte: Diese Linien existieren nicht wirklich, sie sind lediglich ein Hilfsmittel. Daher spricht man auch vom Feldlinienmodell.

Interpretation der magnetischen Feldlinien

Anhand magnetischer Feldlinien lassen sich die Eigenschaften der magnetischen Kraft darstellen.

Je dichter die Feldlinien beieinanderliegen, desto stärker ist die magnetische Kraft an diesem Ort. Im Feldlinienbild des Stabmagneten ist erkennbar, dass das magnetische Feld an den Polen stärker ist als weiter außen.

Die Richtung der Kraft, die auf den magnetischen Nordpol eines anderen Magneten wirkt, wird durch die Pfeile der Feldlinien angegeben. Daher zeigen die Pfeile außerhalb des Magneten auch immer vom eigenen Nordpol fort und zum Südpol hin.

Die magnetischen Feldlinien eines Magneten überschneiden sich nie. Auch wenn sie gekrümmt sind und deshalb nicht parallel verlaufen, überschneiden sich die einzelnen Linien nie. Das muss beim Zeichnen der Feldlinien beachtet werden.

Die Feldlinien besitzen keinen Anfang und auch kein Ende, sie verlaufen durch den Magneten hindurch. Im Inneren des Magneten verlaufen die Feldlinien vom magnetischen Südpol zum magnetischen Nordpol. Darin liegt der bedeutende Unterschied zum elektrischen Feldlinienmodell. Auch gibt es beim elektrischen Feldlinienmodell anstelle des Nord- und Südpols einen Plus- und einen Minuspol.

Verdeutlichung der Feldlinien mithilfe eines Kompasses

Mithilfe eines Kompasses lässt sich die magnetische Kraftwirkung an verschiedenen Orten im magnetischen Feld sichtbar machen.

Die Kompassnadel richtet sich im magnetischen Feld längs der Feldlinien aus. Der Nordpol der Kompassnadel zeigt dabei in Richtung der Pfeile der Feldlinien. Wird der Kompass an eine andere Stelle gebracht, so dreht sich die Nadel dementsprechend.
Der gleiche Vorgang geschieht auch bei einer Magnetisierung. Wird ein Stück Eisen in ein magnetisches Feld gebracht, so richten sich die Elementarmagnete in seinem Inneren entsprechend der Feldlinien aus – genauso wie die Kompassnadel. Dadurch kommt es zur Magnetisierung des Eisenstücks. Es besitzt nun einen magnetischen Nord- und Südpol.

Homogenes magnetisches Feld

Je nach Form des Magneten bildet sich ein ganz bestimmtes Magnetfeld aus. Das Magnetfeld eines Hufeisenmagneten unterscheidet sich sehr von dem eines Stabmagneten, das wir bisher betrachtet haben.
Bei einem Hufeisenmagnet verlaufen die Feldlinien innerhalb der U-Form annähernd parallel zueinander, also immer im gleichen Abstand. Dort wirkt an jedem Punkt nahezu die gleiche magnetische Kraft. Dort ist das magnetische Feld also annähernd konstant und ortsunabhängig. Man sagt: Das magnetische Feld ist homogen.

Feldlinienmodell magnetischer Felder – Zusammenfassung

Die folgenden Stichpunkte fassen noch einmal das Wichtigste zur Darstellung magnetischer Felder zusammen.

• Jeder Magnet ist von einem Magnetfeld umgeben.
• Der Wirkungsbereich des Magneten ist das Magnetfeld. Es gibt die magnetische Kraftwirkung an.
• Das Feldlinienmodell veranschaulicht das magnetische Feld. Die Feldlinien geben die Kraftrichtung an und zeigen außerhalb vom Magneten vom magnetischen Nord- zum Südpol.
• Die Feldlinien sind in sich geschlossen und es gibt keine Überschneidungen der Feldlinien eines Magneten.
• Je dichter die Feldlinien beieinanderliegen, desto stärker ist die Kraftwirkung an diesem Ort.
• Die Feldlinien dienen nur der Veranschaulichung, sie sind nicht real.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Feldlinienmodell magnetischer Felder