Magnetismus

[FirstBorg]

Hi

Ich hab mir mal Gedanken zum Magnetismus gemacht...

Allerdings komm ich da an ein Problem... die Energieerhaltung.

Wenn man einen Magneten in die nähe eines magnetischen Metalls legt, dann wird dieses Metallstück ja angezogen.
Das heisst, der Magnet übt eine Kraft auf, und verleiht dem Stück Metall kinetische Energie.
Nun, woher nimmt der Magnet diese Energie?
Selbst wenn dadurch die Magnetische Kraft des Magneten immer mehr nachlässt, so kann man doch gewaltige Mengen an Kinetischer Energie aufwenden... Ob man das irgendwie zur Energieerzeugung nutzen kann? Und damit meine ich jetzt nicht in Form von Induktion

[Skymarshal]

Wird bei Bewegungen nicht Energie von der Umgebung aufgenommen?

Dadurch steigt doch die Ruhemasse oder wie war das?


Aber womit willst du genau Energie erzeugen?

Magneten und mechanischen Bewegungen gibt es doch schon in Elektromoren oder Schwebebahnen.

[Spocky]

Das ganze hat erstmal nix mit Energie zu tun. Ein Magnet erzeugt ein Feld und dieses Feld hat auf verschiedene Objekte verschiedene Auswirkungen. Bei Ferromagnetischen Metallen sorgt es dafür, dass die einzelnen Magnetpole der (Moleküle ist das falsche Wort) Teile sich nach dem anderen ausrichten und das bewirkt eine Anziehung.

[Bynaus]

Du kannst mit einem Magneten auch nur ein einziges Mal Energie erzeugen - dann klebt das bewegte Metallstück nämlich am Magneten - um noch einmal Energie zu erzeugen, musst du genau dieselbe (gewonnene) Energie aufwenden, um das Metallstück wieder vom Magneten wegzubringen. Solange du also nicht immer wieder neue Stücke hinzugibst, kannst du damit keine Energie erzeugen (bzw., korrekterweise: keine Energie in nutzbarer Form gewinnen).

[Spocky]

Man hat manetische Monopole in einem künstlichen Magnetfeld beobachten können:

http://www.nature.com/nature/journal/v505/n7485/full/nature12954.html

oder hier was auf deutsch:
:: Künstliche magnetische Monopole nachgewiesen :: pro-physik.de

Normalerweise hat ein Magnet immer beide Pole, egal, wie oft man ihn teilt, aber über 80 Jahre nach der Postulation hat man jetzt endgültig auch Monopole nachgewiesen.

[Thomas W. Riker]

Waren die Forscher am Nordpol?

The Big Bang Theory Staffel 2 Episode 23
Drei Monate im Eis / The Monopolar Expedition

Sheldon

[irony]

Diese sogenannten magnetischen Monopole (Skyrmionen) sind keine echten Elementarteilchen, sondern nur stabile Wirbel in magnetischen Feldern.

A true magnetic monopole, as described elsewhere in this article, would be a new elementary particle, would violate the law ∇⋅B = 0, would help explain the law of charge quantization, and could be discovered by the kinds of magnetic monopole searches described above. Such a monopole has never been seen. Magnetic monopole - Wikipedia, the free encyclopedia

[Agent Scullie]

Diese sogenannten magnetischen Monopole (Skyrmionen) sind keine echten Elementarteilchen, sondern nur stabile Wirbel in magnetischen Feldern.

also soweit ich das verstanden habe, sind nicht diese Skyrmionen die Monopole, sondern die Skyrmionen sind magnetische Wirbel, und Monopole treten an den Verschmelzungspunkten zweier solcher Wirbel auf, so wie in diesem Bild veranschaulicht:

http://www.pro-physik.de/SpringboardWebApp/userfiles/prophy/image/Forschung/130531_Wirbelschlaeuche_UKoeln_350.jpg

[irony]

also soweit ich das verstanden habe, sind nicht diese Skyrmionen die Monopole, sondern die Skyrmionen sind magnetische Wirbel, und Monopole treten an den Verschmelzungspunkten zweier solcher Wirbel auf

Ja, die Wirbel selbst sind natürlich keine Monopole, aber sie werden damit erzeugt, wobei ich noch nicht herausgefunden habe, wie man an diesen Verschmelzungspunkten auf div(B) ungleich 0 kommt und welchen Wert div(B) dort hat.

[Barry L.]

also soweit ich das verstanden habe, sind nicht diese Skyrmionen die Monopole, sondern die Skyrmionen sind magnetische Wirbel, und Monopole treten an den Verschmelzungspunkten zweier solcher Wirbel auf, so wie in diesem Bild veranschaulicht:

http://www.pro-physik.de/Springboard...UKoeln_350.jpg

Könntest du den Link zu dem Artikel, aus dem das Bild ist, nennen?

[Spocky]

Könntest du den Link zu dem Artikel, aus dem das Bild ist, nennen?

Das ist aus dem Artikel, den ich in Beitrag #5 verlinkt habe.

Es ist der untere, bei dem "auf deutsch" steht.

[Spocky]

Hier noch ein netter Effekt im Zusammenhang mit Magnetismus:
What Happens When You Drop A Magnet Through A Copper Tube? | I Fucking Love Science

Was ich nicht verstehe: Warum wird die Kupferrolle vom Magneten abgestoßen, wenn man ihn von außen dagegen hält?

[Dannyboy]

Weil im Kupferring ein Strom induziert wird, der ein gegengerichtetes Magnetfeld erzeugt. Wichtig ist dabei die Bewegung des Magneten, bzw. des Kupferrohrs.

[Spocky]

Achso, der wird auch induziert, wenn sich der Magnet von außen nähert?

Ich war davon ausgegangen, dass das nur bei bestimmten Richtungen möglich ist, so wie bei einem Stabmagneten die Pole ja auch (fast) immer an den entfernten Enden liegen und nicht an den Seiten (ein Schulfreund von mir hat zu dem Thema promoviert, aber ich hab von der Arbeit ehrlich gesagt nicht viel verstanden ).

[Agent Scullie]

Achso, der wird auch induziert, wenn sich der Magnet von außen nähert?

Ich war davon ausgegangen, dass das nur bei bestimmten Richtungen möglich ist, so wie bei einem Stabmagneten die Pole ja auch (fast) immer an den entfernten Enden liegen und nicht an den Seiten

bei einem Stabmagneten liegen die Pole nur deswegen an den entfernten Enden, weil er eben so magnetisiert worden ist. Durch ein starkes äußeres Magnetfeld könnte man ihn auch ganz anders magnetisieren (oder ganz entmagnetisieren).

Für die Induktion des Stromes im Kupferring ist die dritte Maxwell-Gleichung (auch als Faradaysches Induktionsgesetz bekannt) wesentlich:

rot E = - dB/dt

Auf der rechten Seite steht die Zeitableitung dB/dt des magnetischen Feldes, die ist immer dann ungleich null, wenn sich das magnetische Feld verändert (wie das z.B. tut, wenn sich ein Magnet nähert). Auf der linken Seite steht die Rotation rot E des elektrischen Feldes, die gibt an, ob ein elektrisches Wirbelfeld vorliegt. Insgesamt besagt die Gleichung also, dass ein sich änderndes magnetisches Feld ein elektrisches Wirbelfeld hervorruft. Dieses elektrische Wirbelfeld bewirkt dann wiederum einen elektrischen Strom im Kupferring, der seinerseits ein sekundäres magnetisches Feld erzeugt.

Die Richtung, in die sich der Magnet bewegt, oder in die die Verbindungslinie zwischen Magnet und Kupferring zeigt, ist dabei unerheblich, das magnetische Feld ändert sich durch die Bewegung des Magneten so oder so, und folglich wird auch immer ein elektrisches Wirbelfeld erzeugt, das einen Strom im Kupferring hervorruft.