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Kompass – Orientierung am Magnetfeld der Erde 06:33 min

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Transkript Kompass – Orientierung am Magnetfeld der Erde

Hallo und willkommen zur Physik. Schau mal, was das Kind in der Hand hält. Das ist ein Kompass. Mit diesem Gerät kann man sich zum Beispiel beim Wandern gut orientieren. Doch weißt du auch, wie so ein Kompass funktioniert? Lass uns das doch zusammen klären und uns den Kompass und das Magnetfeld der Erde anschauen.

Videoüberblick

Am Anfang wiederholen wir dazu die Polgesetze von Magneten und das Feldlinienmodell. Hiervon solltest du also schon etwas gehört haben. Danach zeige ich dir, wie ein Kompass aufgebaut ist und warum der Nordpol des Magneten zum Nordpol der Erde zeigt. Anschließend sprechen wir über das Magnetfeld der Erde und du lernst, welche Störphänomene dazu führen können, dass ein Kompass nicht richtig fuktioniert.

Die Polgesetze

Beginnen wir mit den Polgesetzen. Die Polgesetze beschreiben eine Eigenschaft von Magneten. Wenn du zwei Dauermagnete mit unterschiedlichen Polen ein bisschen auseinander hältst und dann loslässt, bewegen sie sich aufeinander zu. Umgekehrt merkst du, wie sich zwei gleiche Pole von einander abstoßen, wenn du sie zusammenführen willst.

Das Feldlinienmodell

Du kannst dir also merken: Gleichnamige Pole stoßen sich ab und ungleiche ziehen sich an. Die Kraftwirkung von Magneten stellen wir in der Physik mit dem Feldlinienmodell dar. Diese scheinbaren Feldlinien verlaufen vom magnetischen Nordpol zum magnetischen Südpol. Wie du hier siehst, zeigen sie an jeder Stelle an, in welche Richtung der Nordpol eines anderen frei beweglichen Magneten zeigt.

Und je dichter die Feldlinien zusammen sind, desto größer ist die Kraftwirkung. Gut, mit diesem Wissen schauen wir uns jetzt den Kompass an. Sein wichtigstes Bauteil ist die Kompassnadel. Diese Nadel ist ein flacher, freibeweglicher Magnet, der meistens nach Norden zeigt.

Bau eines Kompasses

Du kannst dir einen Kompass sogar selber bauen. Dazu brauchst du nur eine Schüssel Wasser, eine Stopfnadel aus Metall, ein Stückchen Styropor und einen Dauermagneten. Zuerst steckst du die Nadel durch das Styropor, so dass sie schwimmen kann. Dann magnetisierst du sie mit dem Dauermagneten und legst sie ins Wasser.

Jetzt kannst du sie anstupsen, wie du willst, sie dreht sich immer wieder in eine Richtung. Aber warum zeigt eigentlich der Nordpol des Magneten nach Norden? Eben hast du gelernt, dass sich gleiche magnetische Pole abstoßen. Wenn die Magnetnadel nun nach Norden zeigt, heißt das, dass dort der magnetische Südpol sein muss. Und so ist es auch: Der geografische Nordpol ist der magnetische Südpol.

Das Phänomen der Missweisung

Obwohl auch das noch nicht ganz stimmt: Der magnetische Südpol liegt noch einmal einige hundert Kilometer vom geografischen Nordpol entfernt. Deshalb zeigt ein Kompass auch nicht genau auf die Stelle, die wir als Nordpol bezeichnen. Dieses Phänomen nennt man Missweisung. Und das war früher, für die Schifffahrt ein echtes Problem, weil man sich so ganz schnell verfahren konnte. Darum wurde die Missweisung in die Seekarten gleich mit eingezeichnet.

Einer der ersten, der die Missweisung und das Magnetfeld der Erde gezielt untersuchte, war der Polarforscher Roald Amundsen. Amundsen wollte als erster die Nordwest-Passage vom Atlantik zum Pazifik befahren und den magnetischen Südpol finden. Und das gelang ihm auch am 20. Dezember 1911.

Seit dieser Zeit wissen wir einiges mehr über das Magnetfeld der Erde. Es verläuft in etwa so, wie das eines Stabmagneten. Allerdings ist es viel ungleichmäßiger und hat verschiedene Strudel und Kreise. Außerdem ändert es sich. Seit der letzten Eiszeit haben sich der Nord- und Südpol des Feldes einmal gedreht.

Aktuell wandert der magnetische Südpol mit einer Geschwindigkeit von ca. 50 Kilometern pro Jahr in Richtung Sibirien. Heute können wir uns glücklicherweise mit moderner Technik orientieren. Ein Kompass lässt sich nämlich durch so manche Störphänomene beeinflussen. Das erste Problem ist die schon genannte Missweisung. Es gibt aber noch mehr Probleme mit einem Kompass.

Weitere Störphänomene

Kommt er in die Nähe eines Magneten, so zeigt er natürlich dort hin und nicht mehr nach Norden. Es gibt auf der Erde einige Magnetfelder, die dies auslösen können. Schon Kolumbus berichtete, dass sein Kompass im Gebiet des Bermudadreiecks, wo starke Magnetfelder sind, plötzlich verrückt spielte. Auch ein elektrisches Feld, wie zum Beispiel bei einem Gewitter, kann einen Kompass ablenken.

Außerdem können größere Eisenkörper einen Magneten ablenken. Deshalb wird ein Schiffskompass gleich mit einem inneren Eisenkernen zum Schutz ausgestattet. Was hast du nun alles gelernt: Mit einem Kompass kann man sich im Freien orientieren. Das wichtigste Teil ist die Magnetnadel die in etwa nach Norden zeigt.

Zusammenfassung

Du weißt dabei, dass der geografische Nordpol der magnetische Südpol ist und wie das Magnetfeld der Erde aussieht. Der Polarforscher Roald Amundsen hat auf seiner Expedition den magnetischen Südpol vermessen, von dem wir auch wissen, dass sein Ort sich mit der Zeit ändert. Und außerdem weißt du, welche Störphänomene dazu führen können, dass ein Magnet falsch anzeigt.

Nun weißt du also, wie ein Kompass funktioniert. Bei der nächsten Wandertour mit Familie oder Freunden kannst du jetzt sagen, wo es lang geht! Viel Spaß!

17 Kommentare
  1. (Danke)👇

    Von Noomi Petsch, vor 2 Monaten
  2. Sehr gut erklärt😀😀👍danme

    Von Noomi Petsch, vor 2 Monaten
  3. Hallo Nathaniel, ich verstehe Deine Frage nicht richtig.
    Für einen Kompass brauchst Du einen magnetischen Gegenstand. Dazu kannst Du eine Stopfnadel aus Eisen nehmen. Diese wird magnetisiert, indem man sie mit einem Permanentmagneten überstreicht. Dann kann sie in ein Wasserbad gelegt werden. Mit Korken oder Styropor schwimmt sie und richtet sich nach dem Magnetfeld der Erde aus.
    Als Magnet hat die Stopfnadel dann einen Nord- und einen Südpol. Diese richten sich nach dem magnetischen Nord- und Südpol der Erde aus.
    Ich hoffe, dass ich Dir weiterhelfen konnte. Ansonsten kannst Du Dich auch an unseren Hausaufgabenchat wenden, der montags bis freitags von 17-19 Uhr für Dich da ist.
    Liebe Grüße aus der Redaktion

    Von Albrecht Kröner, vor 7 Monaten
  4. ich verstehe bei der 2 Aufgabe nicht warum es nicht unten bei den Atworten nicht daselbe ist wie z.B. dauermagneten, stoffnadel die stehen da nicht drauf.,die magneten sind an den polen am stärksten sagt unser Phisick lehrer

    Von Nathaniel O., vor 7 Monaten
  5. passt bei meiner klassenarbeit

    Von Nathaniel O., vor 7 Monaten
  1. Supi😋

    Von Sasuke-kun U., vor 7 Monaten
  2. Es ist doch nicht gut

    Von Lian J., vor 8 Monaten
  3. Ich finde das Video sehr gut

    Von Lian J., vor 8 Monaten
  4. sehr gut

    Von Noah+Paula O., vor 12 Monaten
  5. Ich find's echt gut

    Von Finn Misch, vor mehr als einem Jahr
  6. Sehr gut erklärt!! :-)

    Von I Sowaidnig, vor fast 2 Jahren
  7. @Probstch10
    Die Magneten sind im Normalfall an den Polen am stärksten, da hier die meisten Feldlinien den Magneten verlassen.

    Von Karsten Schedemann, vor fast 2 Jahren
  8. wurde gut erklär ,doch ich habe noche eine frage wo ist die Wirkung am stärksten am magneten?

    Von Probstch10, vor fast 2 Jahren
  9. gut erklärt :)

    Von Lucas ✔ , vor mehr als 2 Jahren
  10. Aber wie kommt es dazu, dass sich die Kompassnadel von dem Eisenstab beieinflussen lässt, wenn dieser beispielsweise nicht magnetisiert ist?

    Von Trong Privat, vor mehr als 2 Jahren
  11. SEHR gut erklärt danke :D

    Von Philipp K., vor mehr als 3 Jahren
  12. cooles video!!! :)

    Von Iris Leimstoll, vor mehr als 3 Jahren
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Kompass – Orientierung am Magnetfeld der Erde Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Kompass – Orientierung am Magnetfeld der Erde kannst du es wiederholen und üben.

  • Wende das Feldlinienmodell an.

    Tipps

    In welche Richtung müssen die Feldlinien zeigen?

    Die Pole des Magneten werden häufig zur Kennzeichnung eingefärbt.

    Der Nordpol wird rot eingefärbt und der Südpol meist grün oder blau.

    Lösung

    Das Feldlinienmodell soll die unsichtbaren Magnetfelder verbildlichen. Für dieses Modell gelten drei Regeln:

    • Feldlinien schneiden sich nie.
    • Feldlinien sind geschlossen.
    • Feldlinien werden als Pfeile dargestellt und weisen immer vom Nord zum Südpol.
    Merksätze und Hilfen:
    „Die Feldlinien gehen immer von N nach S.“ (Hier stehen gleich drei „N“ in Folge.
    Auch steht „S“ im Alphabet nach „N“, also von Nord nach Süd.

  • Nenne die Polgesetze.

    Tipps

    Das Polgesetz beschreibt, wie sich zwei magnetische Pole zueinander verhalten.

    Es geht um Anziehung oder Abstoßung.

    Lösung

    Es ist verständlich, dass jeder Magnet einen Nord- und einen Südpol besitzt. Jedoch sagt das Polgesetz nur etwas darüber aus, wie sich diese Pole zueinander verhalten.

    "Gleichnamige Pole stoßen sich ab und ungleichnamige ziehen sich an."

    Das bedeutet, dass sich zwei Nordpole genau wie zwei Südpole abstoßen, sich jedoch ein Nord- und ein Südpol anziehen.

    Auf diese Weise kannst du auch mit einem Magneten, dessen Polung du kennst, die Polung eines unbekannten Magneten bestimmen.

  • Beschreibe, wie man sich selbst einen Kompass baut.

    Tipps

    Wir benötigen einen magnetischen Stoff, der sich frei drehen können muss.

    Metall schwimmt nicht, jedoch kann es mit Hilfsmitteln zum schwimmen gebracht werden.

    Lösung

    Um als Kompass eingesetzt zu werden, benötigen wir einen magnetischen Metallgegenstand mit einer Spitze, zum Beispiel eine Stopfnadel.

    Da die magnetischen Kräfte eher schwach sind, muss sich die Nadel sehr leicht drehen können, zum Beispiel auf einer Flüssigkeit schwimmend.

    Da die Nadel natürlich untergeht, wird sie durch einen Schwimmkörper gestochen. Dies kann zum Beispiel ein Stück Styropor oder ein Korken sein.

    Am Ende muss die Nadel nur noch magnetisiert werden. Dazu streichen wir den Magneten immer wieder in derselben Richtung über die Nadel. In welche Richtung wir das machen, ist entscheidend für die Richtung, in die die Nadel später zeigt.

  • Entscheide, ob das Magnetfeld der Erde dafür verantwortlich ist, dass alles zur Erde fällt.

    Tipps

    Einige Stoffe sind magnetisch, viele andere nicht.

    Wenn du unterschiedliche Gegenstände fallen lässt, werden nur die magnetischen angezogen?

    Lösung

    Wenn wir uns mit jeder der Aussagen auseinandersetzen, stellen wir fest, dass eine Kraft wirkt, die alle Gegenstände zum Erdmittelpunkt zieht und auf der Erde wirkt, jedoch nicht das Erdmagnetfeld sein kann. Dieses würde dann auch nur magnetische Körper zu seinen Polen ziehen. Da auch magnetische Körper direkt zu Boden fallen, muss diese Kraft zudem Richtung Erdmittelpunkt gerichtet sein und stärker sein als die Kraft des Erdmagnetfeldes.

    Die Kraft, die alles zum Boden zieht, ist die Schwerkraft oder Erdanziehungskraft. Die Ursache hierfür ist die große Masse der Erde.

    Jede Masse im gesamten Universum, erzeugt eine Massenanziehungskraft, auch du.

  • Erkläre die Begriffe.

    Tipps

    Was gilt für die Begriffe im Alltag?

    Lösung

    Vorgehen:

    Bei einer Begriffsklärung überlegst du zunächst, welche der Begriffe du bereits kennst.

    Begriffe sollten eindeutig durch die Erklärung beschrieben werden.

    In diesem Fall sind weitere Informationen zu den Begriffen angegeben, um sie unterscheidbarer zu machen.

    Es geht um den Pol eines Magneten. An den Polen ist der Magnet am stärksten. Jeder Magnet hat zwei Pole, einen Nord- und einen Südpol.

    Das Magnetfeld, wird aus den Magnetfeldlinien gebildet, diese umgeben den Magneten. Sie laufen vom Nordpol des Magneten zum Südpol des Magneten.

    Das Erdmagnetfeld, besteht wie das Magnetfeld eines kleinen Magneten aus Magnetfeldlinien, aber es umspannt unseren ganzen Planeten.

    Ein Kompass ist so leicht drehbar, dass er sich am Erdmagnetfeld ausrichtet. Sein Nordpol zeigt dabei zum magnetischen Südpol der Erde, dieser befindet sich derzeit in der Nähe des geographischen Nordpols.

  • Erkläre die Missweisung und die Störphänomene.

    Tipps

    Ein Kompass wird durch alles gestört, was ein magnetisches Feld erzeugt.

    Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an. Wohin zeigt also der Nordpol des Kompasses?

    Lösung

    Es gibt viele Störphänomene, die den Kompass stören können. Die Pole des Erdmagnetfeldes verschieben sich, dadurch kommt es zur Missweisung. Auch stören schon Eisenerzvorkommen im Gestein die Ausrichtung eines Magneten. Auch zeigt der Nordpol des Kompasses nur in Richtung Norden, da sich dort der magnetische Südpol des Erdmagnetfeldes befindet.

    Jedoch ist der Kompass nicht das einzige Werkzeug, mit dem du dich orientieren kannst.

    Es gibt uralte Weisheiten, wie zum Beispiel, dass Moos auf der Nordhalbkugel immer an der Nordseite von Bäumen wächst.

    Am Tage kannst du dich auch mit jeder analogen Uhr orientieren. Dazu richtest du den Stundenzeiger direkt auf die Sonne. Süden liegt dann genau zwischen dem Stundenzeiger und 12 Uhr (Winterzeit) oder 1 Uhr (Sommerzeit).

    In der Nacht schaust du zum hellsten Stern am Firmament, dem Polarstern. Er ist der äußerste Stern vom Sternbild des kleinen Wagens direkt neben dem großen Wagen.

    Falls dir das alles nicht hilft, kannst du natürlich immer noch dein GPS-Gerät auspacken.