Grundwissen für Schüler

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Grundwissen Physik Klasse 8

 

Unterrichtseinheit Magnetismus

 

Inhalt:

Was man als Achtklässler wissen sollte.

  • Allgemeines
  • Influenz
  • Elementarmagnete
  • Magnetfeld
  • Erdmagnetfeld

 

Versuch

Magnet - kein Magnet

Untersuche verschiedene Körper mit Augen und Händen.

 

Aufbau

 
 

Ergebnis

 

Magnete erkennt man nicht an ihrer Form oder Farbe, sondern man erkennt sie an ihrer Wirkung: Sie üben Kräfte aus!

 

Versuch

Magnet und Eisen

Was passiert wenn man einen Magnet festhält und Eisen in die Nähe gelangt und umgekehrt, wenn man Eisen festhält und ein Magnet in die Nähe gelangt?

Beobachtung

Magnet zieht Eisen an

   Eisen zieht Magnet an

Ergebnis

Allgemein gilt: Magneten ziehen Körper aus Eisen, Nickel und Kobalt an und umgekehrt!

Merke

Nicht verwechseln mit Erdanziehungskraft!
Diese wirkt auf alle Körper anziehend!
Sie ist keine magnetische Kraft!

 

Versuch

Anziehung von Nägeln mit Stabmagnet

Was passiert wenn Eisennägel in die nähe eines Stabmagneten gelangen?

 

Aufbau

 Nehme einen Stabmagnet + Nägel

Beobachtung

 

Ergebnis

Es gibt Bereiche von stärkster Anziehung - die Pole.
Diese sind gleich stark. Dazwischen ist die Indifferenzzone.

  

Versuch

Anziehung - Abstoßung

Was passiert wenn man zwei Magneten mit beiden positiven Enden oder verschiedene Enden aufeinander treffen lässt?

Aufbau

Anziehung

Abstoßung

Ergebnis

Es gibt Unterschiede zwischen den Polen.

 

Versuch

Magnet an Faden

Bei dem Versuch geht es um die Bestimmung der Pole bei einem Magneten.
 

Aufbau

Hänge einen Magnet drehbar an einen Faden.

Beobachtung

Ergebnis

Magnet orientiert sich in Nord-Süd-Richtung

→ Benennung der Pole nach der Ausrichtung: 
    magnetischer Nordpol und magnetischer Südpol

Nordpol

Südpol

Magnetnadel + Magnet —› Anziehung bzw. Abstoßung

Gleichnamige Pole (N und N bzw. S und S) stoßen sich ab,
ungleichnamige Pole (N und S) ziehen sich an.

Der Magnet ist ein DIPOL!

 
Influenz

Versuch

Zusammenwirken von Magneten

 
 
 

Beobachtung

 

Ergebnis

Gleichnamige Pole verstärken sich, ungleichnamige Pole schwächen sich jedoch!

Die Kraftwirkung ist umso schwächer, je größer der Abstand zwischen den Magneten ist.

Versuch

Weicheisen zwischen 2 Magneten

Bei dem Versuch geht es darum rauszufinden was sich verändert wenn man ein Stück Weicheisen zwischen 2 Magneten legt.

Aufbau

Man benötigt einen Magneten, eine Kompassnadel und ein Eisenstück.

Beobachtung

 

       weicheisen      

Ergebnis

Die Kraft wird weitergeleitet, da das Weicheisen vorübergehend selbst zum Magnet wurde.

magnetisches Weicheisen

Diesen Effekt nennt man magnetische Influenz (Beeinflussung).

Versuch

Eisennägel magnetisieren

Bei dem Versuch will man feststellen, ob man Eisennägel magnetisieren kann oder nicht.

Aufbau

2 Eisennägel werden mit Fäden aufgehängt. Man nähert sich den Eisennägel mit einem Magneten.

Beobachtung

Ergebnis

In der Nachbarschaft eines Magnetet wird ein Eisenstück vorübergehend oder auch länger selbst zu einem Magneten.
Es wird also magnetisiert!

Stoffe, die nach dem Kontakt mit Magneten auch selbst Magnete bleiben, nennt man Dauermagnete oder Permamentmagnete.

 
Elementarmagnete

Versuch

Stricknadel magnetisieren

Magnetisieren einer Stricknadel durch "Streicheln" mit einem Magnetpol.

 

Aufbau

 

Beobachtung

 

Ergebnis

Stricknadel magnetisiert

 

Versuch

Magneten zerbrechen

Bei dem Versuch zerbricht man einen Magneten in mehrere Teile.

 

Aufbau

Einen Magneten zerbrechen.

Beobachtung

 

Magnet geteilt

 

Ergebnis

Es gibt keine Einzelpole (Monopole), sondern nur Dipole.

Information

Theorie der Elementarmagnete

Eigenschaften: sehr klein, leicht drehbar

Frage / Antwort

Was ist unmagnetisiertes Eisen?
Elementarmagnete liegen durcheinander und heben sich in ihrer Wirkung gegenseitig auf.

 

Was ist magnetische Influenz?
Das Ordnen von Elementarmagnete in N-S-Richtung.
 
Was ist magnetisches Eisen?
Elementarmagnete liegen geordnet und verstärken sich in ihrer Wirkung.

 

Was heißt: entmagnetisieren?
Zerstören der Ordnung durch Hitze oder Erschütterung.

 

 
Definition Physikalische Theorie
Eine Physikalische Theorie ist eine Beschreibung der in der unbelebten Natur beobachtbaren Phänomene, dies sind also Erscheinungen. Ihr Inhalt sind also
physikalische Gesetze.

Eine physikalische Theorie sollte

  • in sich logisch und eindeutig sein

  • messbare Vorhersagen machen

  • widerlegbar sein

 
Magnetfeld

Versuch

Magnetische Kräfte

Wie übt ein Magnet Kräfte auf ein Eisenstück aus?

 

Aufbau

Kompassnadel legt man unter Vakuumglocke.

Beobachtung

 

Ergebnis

Magnetische Kräfte wirken durch Luft, Glas, usw., sogar im Vakuum. Sie sind also nicht an Soffe gebunden. Man nennt den Raum, in dem magnetische Kräfte wirken, ein magnetisches Feld.

 

Versuch

Magnetfeld

Wie sieht ein Magnetfeld eigentlich aus?

 

Aufbau

Wassertrog + Magnetnadel + Stabmagnet + Korken

Beobachtung

Ergebnis

 
Die Bahnen des Nordpols der Nadel nennt man eine magnetische Feldlinie. Das ganze magnetische Feld eines Magneten ist aus Magnetfeldlinien zusammengesetzt.

 

Eisenfeilspäne

Definition
Die Pfeile an den Feldlinien geben die Richtung an, nach der ein Nordpol gezogen wird. Südpole erfahren Kräfte in die Gegenrichtung.

Versuch

Anziehung - Abstoßung

Bei dem Versuch geht es darum wie die Magnetfelder reagieren wenn 2 Magnete aufeinandertreffen.

Beobachtung

Anziehung

Abstoßung

Ergebnis

Die Kräfte zwischen Magneten kann man am Feldlinienbild erkennen. Dafür schreibt man ihnen symbolisch das Bestreben zu,
... sich selbst möglichst zu verkürzen.
...sich gegenseitig zu verdrängen.

 

 

Erdmagnetfeld

Auch die Erde ist ein riesiger Magnet!
Beweis: Kompass
(seit etwa 1200 aus China)

Nordpol der Kompassnadel zeigt in etwa
nach Norden, also muss dort ein magnetischer Südpol sein.
Südpol der Kompassnadel zeigt
in etwa nach Süden, also muss dort ein
magnetischer Nordpol sein.
 

Merke

Magnetpol und geografischer Pol stimmt nicht genau überein

  • dies führt zu Abweichungen (Winkelunterschied) zwischen Richtung zum geografischen Pol und zum magnetischen Pol.
  • muss bei Orientierung im Gelände beachtet werden!
  • die Abweichung in Deutschland beträgt 1° bis 5° nach Westen.


     
 

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