Okay, wir waren letztes Mal beim Magnetfeld. Wir sind
immer noch im Kapitel Magnetismus. Das wollen wir heute abschließen.
Und am Ende des statischen Magnetismus bin ich bei dem magnetischen Eigenschaften der Materie,
die werden wir hier in dieser Vorlesung nur ganz grob behandeln.
Also gerade nur, was dir Magnetismus,
Paramagnetismus und Ferro, Magnetismus ungefähr ist,
mit welcher Konstante in dem Fall dieses Hi und das Mü,
wie man es hier beschreibt,
im Detail beschäftigt sich dann fast der eigene Vorlesung nochmal,
damit nämlich die Festkörperphysik
Denn diese magnetischen Eigenschaften der Materie haben zurzeit eine ganz, ganz wichtige Anwendung.
Das kennen Sie ja alle, die ganzen Speichermedien,
die sie so in ihren Computern und Smartphones haben,
beruhen zurzeit alle noch auf diesen magnetischen Eigenschaften.
Und man will ja das immer weiter miniaturisieren. Also man
muss auch immer diese magnetischen Eigenschaften wirklich mikroskopisch klein verstehen.
Und da muss man möglichst viel Bits auch unterbringen.
Also man muss teilweise einzelne Atome sogar und schalten können,
zumindest Gruppen von Atomen. Und da passiert sehr,
sehr viel Forschung, wird eben auch sehr viel Geld reingesteckt.
Es gibt sehr viel Geld für Forschung auf diesem Gebiet
Und unter anderem auch hier an der Uni Hamburg
wird da sehr viel geforscht in der Festkörperphysik. Was,
dass man eben diese Sachen in den Griff kriegt und versteht,
und die sind die Vorgänge, sind teilweise sehr kompliziert,
wie sie dann hier sehen werden beim Phero Magnetismus.
Also zunächst nochmal zur Wiederholung, was ist es? Sie müssen,
was sie können sollten, ist, dass sie erklären können in ihren eigenen Worten,
was das B ist, das H ist und das M ist.
Also sie müssen wissen, wie die Sachen heißen,
wobei beim B hatte ich ihnen schon gesagt, nennen wir jetzt immer Feldstärke,
genauer gesagt heißt das auch magnetische Flussdichte, weil sie ja gesehen haben,
das kommt immer in diesem Integral BDA und sowas vor.
Es ist also so eine, aber wir haben hier auch einfach allgemein in der Physik,
auch bei uns in der Teichenphysik, nennt man das, mag Feldstärke.
Dann müssten Sie wissen, was ist dann das,
warum hat man hier dieses H und das M eingeführt? Nun,
das ist einfach, hat einen sehr einfachen Grund,
denn das Gesamtmagnetfeld, das in einem Material herrscht,
das setzt sich zusammen durch das Magnetfeld,
was vorgegeben wird durch die äußeren Ströme,
also wenn sie zum Beispiel in einer Spule außen einen Strom rumfließen lassen,
dann ist in der Strom, in der Spule ein Magnetfeld.
Und das wird sozusagen dieses Haar beschreibt, Die magnetische Erregung,
so nennt man das, H, eben auch,
die entsteht oder was dann eben ein Magnetfeld verursacht,
durch die freien Strömen, also die,
wo ich von außen anlege, das ist zum Beispiel eben die Kupferspule,
wo der Strom durchfließt.
Und gleichzeitig hat aber ein Material,
also wenn ich das Magnetfeld jetzt wirklich im Eisen anschaue,
richten sich im Eisen die Pole aus und es kann
das anregende Feld verstärken oder abschwächen,
also M ist die Magnetisierung
Das ist sozusagen die Antwort des Materials auf dieses erregende Feld.
Und zusammen ergibt sich dann, also B, ist wirklich
das Feld im Material. Das entsteht durch das äußere Feld,
also zum Beispiel durch den Strom in der Spule.
Und das M ist eben, und das sieht man schon hier,
das drückt man eben dann so aus im Allgemeinen.
Nicht immer kann man das so einfach schreiben,
dass das einfach eine Konstante ist. Sie sehen,
wenn das nur eine Zahl ist, müssen die parallel sein.
Das kann auch komplizierter sein, der Zusammenhang. Und wir werden auch sehen,
bei der Hysterese im Ferro Magnetismus ist der auch komplizierter.
Da gibt es nicht mehr einfach so ein Chi,
da hängt es von der Vorgeschichte ab,
wie groß das hier ist
Können sie das gar nicht mehr so hinschreiben. Deswegen,
in vielen Situationen kann man das so schreiben,
dass wirklich die Magnetisierung, also die Summe à la Depole-Momente pro Volumen,
proportional ist zu dieser magnetischen Erregung, zu dem äußeren Feld.
Und wenn es so ist, dann kann man,
nur dann kann man das so schreiben, dass das ist B,
gleich Mynol H, plus hi mal H.
Und sie können natürlich dann sehen,
wenn sie eine neue Konstante einführen, Mü,
was eins plus dieses Hi ist,
dann kriegen sie einen schönen Zusammenhang zwischen B und
Mit dieser, also B ist das Feld,
im Material und H ist die Erregung, das ist eben
durch äußere Ströme, durch freie Ströme, erzeugte Erregung.
Und das ist eben dann die Verstärkung oder Abschwächung, die das Material machen kann.
Und jetzt gibt es ja verschiedene Formen von Magnetismus,
je nachdem, wie groß dieses Hi hier ist.
Es gibt den Diamagnetismus. Ganz wichtig hier ist, das Hi kleiner Null.
Das heißt, die Magnetisierung ist entgegengesetzt, gerichtet zur äußeren Erregung.
Und das werden wir heute noch Im Kapitel Induktion lernen,
das ist ein typisches Phänomen, wenn ein Magnetfeld,
eine Änderung eines Magnetfelds Ströme induziert, dass das dann immer entgegengerichtet ist.
Also dieses induzierte Depol-Moment ist dem äußeren Feld entgegengerichtet.
Ich will noch gar nicht, jetzt gar nicht viel dazu sagen,
weil das im Kapitel Induktion eben extra kommt,
warum das so ist, warum das hier kleiner Null ist.
Und im Allgemeinen ist es so,
Pierce this he auch ziemlich klein normalerweise,
weil diese Effekte in den Atomen relativ klein sind,
also das äußere Feld, das äußere Magnetfeld,
zwingt die Elektronen in den Atomen zu rotieren,
und zwar genau eben in der umgekehrten Richtung entgegengesetzt zum äußeren Feld,
wie wir da noch sehen werden.
Und ich hatte ihnen ja schon gezeigt,
zu was das führt. Das führt zum Beispiel dazu,
dass dir magnetische Stoffe immer von Magneten abgestoßen werden.
Und das nennt man auch dir magnetische Livitation.
Da kann man also dir magneten, kann man schweben lassen.
Das hatte ich ihnen gezeigt, zum Beispiel sogar mit dem Frosch als Film.
Oder eben hier auch mit so einem Grafitplättchen, mit so einem Kohlenstoffplättchen.
Das ist ja total unmagnetisch ist. Das ist eben ein
Diamagnet. Jedes Objekt ist eben in dir am Magnet,
weil man die weil die Elektronen immer so drauf reagieren.
Und dann hatten sie es auch noch gesehen mit dem Supraleiter,
der ein sozusagen ein idealer Diamagnet ist. Anders sieht es aus,
und das wollen wir heute durchnehmen, mit dem Paramerknetismus,
Paramagneten, das sehen sie schon, das ist umgekehrt,
hier das Hi, da ist die magnetische,
die Magnetisierung des Materials parallel, in der gleichen Richtung,
wie die Erregung, Äußererregung ausgerichtet.
Auch hier beim normalen Paramagnetismus ist es permanent deeper Moment relativ klein.
Da ist das Hi hier viel kleiner als eins,
sodass man es sagen kann,
kann beim Tiermagnetismus und beim Paramagnetismus ist es Mühe ungefähr eins,
da können sie es hier fast weglassen.
Aber beim Pheromagnetismus wird es dann stärker. Jetzt zunächst mal,
was ist Paramagnetismus? Also schreiben wir es hier noch mal hin,
bei Paramnetismus eben, hier ist das hier größer als null,
halt größer als null. Und damit auch ist das,
und das ist eine wichtige oder eine Feststellung,
die wir dann sehen werden,
in Kennzeichen vom Paramagnetismus ist auch,
dass das He dann
sehr temperaturabhängig ist
Und der Paragmagnetismus ist zum Beispiel festzustellen, eben bei Aluminium,
Natrium, Sauerstoff, Mangan. Und der tritt dann auf,
wenn die einzelnen Atome schon Depol-Momente besitzen. Das heißt,
wenn die Elektronen, die da kreisen,
wenn sich deren Depol-Momente nicht zu null addieren,
dann hat man gesehen, bei den Edelgasautomen ist das so,
bei diesen abgeschlossenen Schalen addieren sich die Depol-Momente zu null.
Das kann man ihnen jetzt nicht
einfach erklären
Diskutierte quantenmechanische Rechnung,
die die Leute zum Beispiel hier auch machen, solche Rechnungen,
dass man eben wirklich in dem komplexen System vorhersagen kann,
wie die Elektronen kreisen und wie sich diese Momente addieren.
Das hat dann auch was mit den Spitzen zu tun und wie man die addiert.
Da braucht man teilweise spezielle Rechenregeln. Also es tritt jedenfalls
dann auf, wenn die Atome Moleküle schon Depole-Momente besitzen.
Also selbst wenn ich kein äußeres Feld habe,
selbst dann sind es schon kleine,
die Atome sind dann schon kleine,
magnetische Depole
Tritt auf, wenn die Atome oder Moleküle...
Schon die Pullmomente besitzen. Und dann ist es aber so,
wenn ich kein äußeres Magnetfeld anlege, dann sind die alle zufällig orientiert.
Jedes Atom hat zwar einen deepen Moment, die haben aber
verschiedene Richtungen, sodass wenn ich über alle Deep-Momente addiere,
dann null rauskommt.
Also ohne äußeres Magnetfeld
Das sind die Diepole, die sind zufällig orientiert.
Zumindest in diesen Stoffen wie Aluminium, Natrium und so weiter,
sodass eben das gesamte Deep-Pull-Moment, was die Summe der Einzelnen,
die Pull-Momente, ist dann eben Null.
Sobald ich aber jetzt ein äußeres Feld anlege, Huch.
Was soll, ich habe es Gott sei Dank nicht gehört.
Eines äußeren Feldes. Dann passiert es natürlich,
das ist genau das, was wir hatten,
wenn sie einen Deepol im äußeren Feld haben,
dann will der sich orientieren. Das hat man ja vorgeführt,
also zum Beispiel eine Kompassnadel richtet sich ja aus im
äußeren Feld und die richtet sich eben immer so aus,
dass das der Deepol parallel zum Feld steht.
Also wenn das die Magnetfeldrichtung ist, dann würde sich das Deepol
parallel dazu ausrichten. Und beim Diamagneten war es so,
wenn ich ein Induziertes Depot-Moment habe, dann ist es immer entgegengesetzt gerichtet.
Wir haben aber noch sehen, was Induktion ist. Also hier,
wenn ich schon in Depot-Moment ein permanentes vorher hatte,
dann richtet es sich einfach aus. Und dann können sie
einfach sehen, es kommt jetzt eben hier zum Ausrichten.
Der Depole wegen des Depole wegen des Drehmoments,
das dann wird, das Drehmoment hat mir schon gesehen,
dass es eben Müllkreuz B Und es versucht, die,
nun führt dann dazu, dass die Ausrichtung entlang der Feldlinien ist.
Und die potenzielle Energie eines Deep Puls im Magnetfeld,
und da schreiben wir jetzt mal einfach den Betrag hin, ist dann Mühe mal B.
Das Kalarprodukt ist die. Und dann können sie sehen,
dann ist natürlich die Gesamtmagnetisierung M,
die ja gleich eins durch V mal Mühe gesamt ist,
die ist dann in Richtung, das ist dann proportional zu B.
Also ist die Brakthetisierung oder zu Haas, sollte ich ähnlich
eher sagen, in Richtung von Ha, beziehungsweise Ha.
Und dann ist die Gesamtmagnetisierung, und ich hatte ja das,
jetzt Lars, schreibe ich es wieder dran,
vorher hatte ich in der Zusammenfassungsfolie, hatte ich es weggelassen.
Meistens, um das von dem elektrischen Hi zu unterscheiden,
schreibt mich hier HiM, das, das Magnetische Hi ist, Mal Haar.
Und das ist eben dann größer Null, weil das,
weil es hier eben in der gleichen Richtung ist.
Aber es ist natürlich so, jetzt haben sie das,
sie haben ja auch schon Wärmelehre und Thermonynamik gehabt,
durch die Temperaturbewegung der einzelnen Atome, Moleküle,
die wirkt natürlich dieses Zittern,
wirkt natürlich der Ausrichtung entgegen.
Also die Wärmebewegung
Wirkt der Ausrichtung entgegen. Und zwar so, dass typischerweise in
den Formen für diese thermodynamischen Zustands, wie viele Zustände sind möglich.
Da tritt immer dieser Faktor potenzielle Energie durch KT auf. Also zum Beispiel,
falls, jetzt schreiben wir es mal,
schauen wir es mal an, falls dieses Mühbee,
also die Energie eines Diebpols im Magnetfeld, Viel kleiner ist,
als dieser Ausdruck für die Wärmeenergie eines Freiheitsgrades,
was die Bolzmann-Konstante, dass dieses KB Maltes,
das ist die Wärmeenergie, die in einem Freiheitsgrad steckt.
Und falls jetzt diese magnetische Energie kleiner ist,
dann würde man in dem Fall von hoher Temperatur sprechen.
In dem Fall sagt man hohe Temperatur, wenn die Temperaturenergie
eben größer ist als diese Systemenergien von dem System, um das es geht.
Und in dem Fall kann man dann schreiben, Dass die Magnetisierung gleich ist.
Und jetzt ist es einfach die Anzahl der Atome pro Volumen
, das ist das N. Es gibt einfach an,
wie viele Atome pro Volumen habe ich,
mal das mittlere Depot-Moment von einem Atom.
Das wäre das Müh. Und dann muss man noch
ein Maß angeben, wie stark sind die jetzt ausgerichtet.
Und es ergibt sich in diesem Grenzfall, kommt aus der Thermodynamik raus,
dass ich dank, die Ausrichtung ist gerade so,
dass das die magnetische Energie geteilt durch drei Carbolds,
mein Tee ist, also für drei Freiheitsgrade,
die ich da habe, drei räumliche Freiheitsgrade.
Und dann ergibt dieser koeffizient,
also wenn ich so extrem hohe Magnetfelder habe, die viel größer sind,
sodass dieses Produkt viel größer ist als die thermische Energie,
dann überwiegt praktisch der Effekt vom Magnetfeld, dann habe ich eine hohe Ausrüstung.
Ausrichtung, wenn die Temperatur aber so hoch ist,
dass dieses Produkt 3KT, also die Thermoenergie,
sehr viel größer ist als die Energie,
die da in dem Magnetfeld steckt, dann ist es klar,
dann überwiegt diese Zufälligkeit, dann ist es praktisch nicht ausgerichtet.
Also dieser Kurf hier, die gibt schon diesen Ausrichtungsgrad an.
Den kann ich erklären durch ein thermodynamisches Modell.
Und das machen sie dann auch in der Festkörperphysik.
Rechnen sie das dann durch? Also da steckt jetzt schon sehr viel drin.
Da steckt ein Modell dahinter, um dieses Hie zu erklären.
Das funktioniert aber ganz gut. Und dann ist die,
die Richtung von dem ist eben in Richtung vom Magnetfeld.
Und N ist eben die Zahl der die Pole,
hatte ich ja gesagt, also der Atome oder Moleküle,
je nachdem auf was es pro Volumen pro Kubikmeter Und wenn ich das jetzt einsetze,
jetzt kann ich mir anschauen,
was wie jetzt dieses sie dann,
wie hängt jetzt hier von der Temperatur ab?
Und da muss ich jetzt auch nochmal
den Zusammenhang von He mit diesem Magnetfeld mir anschauen.
Bei Paramagnetismus ist He sehr klein, also ist Mühe ungefähr eins.
Also habe ich B gleich Mühe mal, Mühe mal ein Haar.
Hier ist He sehr klein. Daraus folgt das Haar
gleich B durch Müh Null ist
Also im Müh ist dann ungefähr eins. Und dann habe ich
außerdem H von hier, H ist ja M durch Chi.
Sodass ich, wenn ich die beiden gleichsetze,
B durch Münul ist M durch Chi und das Ganze dann auflöse nach Chi,
dann habe ich dran stehen, Chi gleich Mynull M durch B.
Und wenn ich das hier mache, dann sehe ich,
dann muss ich M durch B teilen.
Und jetzt nehmen wir mal hier keinen Winkel an. Das ist einfach,
das müsste ich eigentlich nochmal, machen wir noch den.
Mühe mal B-Betrag. So. Dann kommt hier raus ganz grob Müh-Null.
Mal N. Und jetzt Mühe. Betragsquadrat. Also das ist jetzt
das Depot-Moment eines magnetischen Depot-Moment eines Moleküls oder Atoms geteilt durch drei Kabolsmann-Tee.
Und das kann man auch schreiben. Sie sehen,
das ist irgendeine konstante, geteilt durch Tee.
Und C nennt man auch die Curry-Konstante.
Also verwechseln sie es nicht mit der Curry-Temperatur, die gleichkommt.
Dieses heißt Curry-Konstante. Und sie sehen eben, dass die Magnetis,
diese Suzceptibilität, dieses Hi geht mit eins durch der Temperatur.
Das ist eine wichtige Vorhersage in dieses Modells.
Das findet man natürlich auch experimentell drum. Weiß man,
dass das Modell ein sehr gutes ist. Und sie sehen auch,
wenn sie diese Curry-Konstante messen, dann können sie praktisch das Dipo-Moment von einem Atom oder Molekül messen.
Und das ist eine ganz typische Sache,
durch das Messen von dieser makroskopischen Konstante, von dem Temperaturverlauf,
wie ich hier mit der Temperatur sich verändert, können sie messen,
und das ist extrem interessant, was diese ganzen,
das ist eine extrem interessante Größe für die Quantenmechanik,
was das gesamtmagnetische Moment von dem Atom ist.
Da steckt Informationen drin, wie wirklich diese Elektronenkreisen und
wie sich diese Spins und Bandre-Impulse der Elektronen addieren.
Das ist eine ganz wichtige Größe, diese so bestimmen können,
wo sie da Zugriff haben
Und es geht eben hier um dieses,
das ist praktisch die mikroskopische Größe und die anderen Sachen,
die können sie alle makroskopisch messen.
Aber wie gesagt, jetzt kriegen sie noch sehr ausführlich in
der Festkörperphysik, weil da so viel Interessantes drinsteckt.
Was ist dann aber der Pheromagnetismus? Eine Pheromagnetismus,
das ist ja jetzt wirklich der Magnetismus,
den man so, warum er draufgekommen ist,
weil es eben da richtig große Effekte gibt.
Es gibt manche Materialien,
wo dieses Hi sehr groß ist
Sodass die Magnetisierung eben sehr viel stärker ist, als das erregende Feld.
Es ist jetzt noch kein permanent Magnet. Also das ist jetzt,
wir reden jetzt von Eisen, wir reden nicht von irgendwas,
was schon ein Magnetfeld hat,
wenn ich gar kein äußeres Feld anlege, sondern auch ein Ferromagnet,
den muss man erst magnetisieren durch ein äußeres Feld.
Da muss auch erst eine Anregung H sein,
damit da eine Magnetisierung entsteht.
Wir werden sehen, es ist ein bisschen komplizierter bei dem
Auf jeden Fall ist erst mal das Gleiche vorhanden wie beim Paramagnetismus.
Es müssen permanente Depole-Momente vorhanden sein. Aber was passiert dann?
Die sind im Ruhezustand auch zufällig, aber nicht so ganz.
Denn beim Pheromagnetismus kommt eine Wechselwirkung der nächsten Nachbarn dazu.
Da wirken zwei Spins
Mir wirkt ein, wenn der eine Depol so gestellt ist,
dann will sein Nachbar auch lieber die gleiche Richtung haben.
Und das ist eine Wechselwirkung dieser Spins untereinander. Das ist
ein kollektives Phänomen, was eine sehr quantenmechanische Beschreibung ist.
Das hängt zusammen auch mit dem, was der Heisenberg entdeckt hat,
dass am gleichen Ort nicht zwei quantenmechanische,
mikroskopische Systeme mit exakt gleichem Quantenzahl sein dürfen.
Also deswegen beeinflusst es, wie die Spins auf bestimmten Raumbereichen
sich ausrichten müssen. Und das ist so eine sogenannte Austauschwechselwirkung,
die da eine Rolle spielt.
Also das ist permanent depole Momente vorhanden,
plus eine große Wechselwirkung
Der Diepole untereinander. Jetzt hier ist sehr Wischiwaschi formuliert.
Es ist ein kollektives Phänomen. Und das ist eben,
steckt dahinter die Quantenmechanik, die sogenannte Austauschwechselwirkung.
Und viele Leute hier in dem Gebäude rechnen genau mit solchen Sachen rum,
mit solchen Modellen. Wie kann denn das entstehen?
Weil das ist natürlich höchst interessant, was da passiert.
Warum plötzlich die Atome über makroskopische Distanzen,
warum sich da die Spins ausrechnen, ausrichten mit der Quantenmechanik?
Welche Atome das vor allem machen, sind die Übergangselemente?
Und Übergangselemente heißt, die haben nicht abgeschlossene innere Schale.
Das sind die durch die Atomstruktur,
sind eben da gerade so einige innere Schalen nicht abgeschlossen und
die Äußeren sind abgeschlossen und die inneren sind teilweise nicht ganz aufgefüllt.
Das ist typisch Eisen, Nickel
Ja, und so weiter. Gibt natürlich noch mehr.
Und die sind gekennzeichnet, wichtig für die Beschreibung ist,
dass Ferro Magnetismus ist TC, die Kyrie-Temperatur,
also das ist jetzt was anderes wie die Konstante vorher.
Und die ist deshalb entscheidend,
weil für Temperaturen unter der Kyrie-Temperatur,
gibt es überhaupt nur
den Ferro Magnetismus
Also nur,
wenn es relativ kalt ist und sie können sich ja schon vorstellen,
warum, wenn natürlich wieder die Wärmeenergie groß ist,
dann geht natürlich diese quantenmechanische Wechselwirkung der Spins untereinander,
ist dann auch dahin,
dann macht einfach die Temperatur Zitterbewegung alles kaputt und das Objekt verhält sich einfach wie ein Para-Magnet.
Je größer TC,
dann ist es einfach parramagnetisch und die Pole sind,
je nachdem,
ob ihre Mühmal-B-Energie größer als KTs oder so,
sind sie
eben ausgerichtet oder nicht
Wie sieht der Ferro Magnetismus aus? Da gibt es sogenannte,
die Poles sind, in die Domänen geordnet. Also wenn wir jetzt zum Ferro Magnetismus gehen,
für die kleiner TC, dann sind die Pole,
sind in Domänen geordnet, zum Beispiel eben,
wenn nicht hier so ein Material habe,
dann gibt es hier so eine Domäne,
wo die ganzen, die Pole alle so gerichtet sind.
Und dann gibt es hier vielleicht eine, wo sie so gerichtet sind.
Und dazwischen eine, wo sie so gerichtet sind.
Und hier vielleicht andersrum wieder, hier so nach oben.
Also irgendwie so, dass er in größeren Strecken geordnet sind.
Also hier ist es zum Beispiel beim Magnetfeld B gleich null.
Und wenn wir jetzt das Magnetfeld erhöhen,
Sodass hier bei B gleich 0 sehen sie,
da ist immer noch insgesamt kommt vielleicht, kommt null raus.
Also keine Magnetisierung insgesamt. Aber wenn ich jetzt B erhöhe,
das stelle ich mal so, jetzt schalte ich das Magnetfeld langsam ein.
Oder nee, ich soll es eigentlich nicht so hinmalen.
Ich sollte die Richtung angeben. Also dieses Magnetfeld soll jetzt
in diese Richtung gerichtet sein. Was dann passiert ist,
dass die Domänen umklappen. Also die hier würden so bleiben.
Aber zum Beispiel die jetzt hier, die klappen teilweise um,
da erinnert sich die Richtung von so einer ganzen Domäne.
Und meinetwegen die unteren, die bleiben auch
So, die manche natürlich noch nicht, die Außen,
die, vielleicht haben die es sich noch nicht umgeklappt,
aber sie sehen insgesamt,
kriegen sie dann schon eine Richtung der Magnetisierung,
dann hebt es sich nicht mehr ganz auf,
aber es klappt immer so eine ganze Domäne um.
Und schließlich im Endeffekt gibt es eine Sättigung, irgendwo,
wenn das Magnetfeld groß genug ist, dann sind alle die Pole ausgerichtet.
Mehr geht nicht. Also ich werde auch irgendwo eine Sättigung erwarten.
Und wenn ich mir das anschaue, das kann man auch sichtbar machen,
zum Beispiel haben wir hier Die Magnetisierung eines ultra dünnen Eisenfilms aufgezeichnet hier,
das ist ein Mikrometer, also auf Atomaras Carla, schon ziemlich viel.
Blau, die blauen Bereiche, da ist die Magnetisierung auf,
hier so aufwärts gerichtet und in roten Bereichen ist die Magnetisierung abwärts gerichtet.
Also hier sehen sie ganz klar, die Domänen sind hier nicht so in rechteckigen,
sondern eher in so Irrgartenähnlichen, beandernden Bereichen.
Und das kann man aufnehmen mit Hilfe von Synchrotronstrahlung.
Das ist zum Beispiel eine Anwendung von Synchrotronstrahlung und sie wissen ja hier am Desi,
das heißt ja eigentlich schon deutsches Elektronensynchrotron,
Da erzeugt man sehr, mit Petra zum Beispiel,
sehr villiante Synchrotronstrahlung und jetzt mit dem XFEL noch extremere,
schönere Synchrotron-Röntgenstrahlung.
Und da könnt ihr eben solche Sachen zum Beispiel machen,
solche Dinge aufnehmen. Und das hier ist von einer physikalisch-technischen Bundesanstalt.
Das ist die magnetischen Domänen in der Filmstruktur einer Festplatte.
Und sie sehen hier, sie sind schon bei Nanometern, hier sind null.
Und eine Ecke, eine Kante hier ist so 500 Nanometer.
Und sie sehen hier hier die dunklen, roten Sachen,
sind Südpole und die Grünen, da geht es eher Richtung Nordpol.
Und das sind eben sozusagen die kleinsten Bereiche wären so Bits,
die sie magnetisieren können auf so eine Festplatte und da steckt die Information drin.
Deswegen ist speziell diese Sachen, an denen ist man extrem interessiert,
wie man da kleine Bereiche auch schalten kann,
wie diese Sachen reagieren und deswegen wird das eben ganz intensiv erforscht.
Und was da zum Beispiel interessant ist, ist,
wie diese Domänenwände ausschauen, weil stören natürlich hier,
wenn sie möglichst viel Information unterkriegen wollen,
dann ist das natürlich immer verlorener Bereich und hier,
das ist so eine sogenannte Blochwand nennt man die auch, im quantenmechanisch.
Hier ist die Domänenwand und sie sehen hier,
die eine sind nach oben und die anderen nach unten gerechnet und die Domänenwand hat,
wenn man genau hinschaut oder eigentlich vor allem,
wenn man es ausrechnet, hat die so eine Struktur.
Und im Moment sind die eben so ungefähr im Bereich von
10 hoch minus 6 Zentimetern. Also so Bereich. Zentimeter
soll das sein. Was das wichtigste Phänomen aber ist,
warum das mit dem He hier so ein bisschen schwierig ist,
das genau anzugeben beim Pheromagnetismus
Ist der Zusammenhang zwischen M und H beim Pheromagneten? Ich hatte ja gesagt,
normalerweise ist M gleich hi mal H. Wir sehen aber jetzt hier,
dass es da einen komplizierteren Zusammenhang gibt.
Und wir sagen jetzt mal, wir sind unter der Curry-Temperatur.
Und was sich dann ergibt, ist die sogenannte Hysterese. Also wenn wir jetzt auftragen,
die Magnetisierung und hier das anregende Feld,
die magnetische Erregung H, Und jetzt anschauen, was passiert,
wenn wir ein Material, jetzt muss man natürlich irgendwie,
das äußere Feld kann man ja einfach messen,
also das werden wir dann hier sehen an diesem Versuch.
Da haben wir hier eine Kupferspule, die wird für das
äußere Feld sorgen. Und wir legen eben die,
vor allem macht die hier in diesem Magnetkern,
der in der Spule steckt, ein Magnetfeld,
B ist dann Müh, mal Müh, null,
mal H, das ist das Magnetfeld hier.
Und durch verschiedene Objekte, die ich hier drauflege,
die mache ich so, dass die Magnetfeldlinien hier geschlossen sind.
Jetzt werden wir mal hier schon gleich umschalten auf die Kamera.
Nach? Die Kamera sollte eigentlich eins sein hier.
Machen wir mal zwei. Jetzt ist die Kamera,
es zeigt, die ist zwar hier drauf.
Schauen wir mal, ob der Herr Wirt noch da ist.
Klingel. Das haben wir natürlich vorher nicht ausprobiert
Hier müsste ich nichts machen. Nochmal den... Schreibt auch
noch mehr hier rum. Das geht. Irgendwie ist die
noch nicht richtig... Weil hier auf dem Monitor habe ich sie.
Das sehe ich natürlich jetzt nicht, wo die angeschaltet ist.
Naja, dann zeige ich es ihnen erstmal.
Power. Das ist eigentlich alles Sanial, weil hier ist
er ja drauf. Da hat er den
noch woanders versteckt
Nö. Ach, vielleicht hier. Nö, das,
vielleicht kriege ich sie da. Nö, auch nicht.
Da ist es ganz weg. Kein Signal,
ja, der ist irgendwie hier gar nicht angestimmt.
Der Monitor ist hier irgendwie nicht dran. Ah ja.
Das war nur ein Wackelkontakt. Sehr gut. Okay,
jetzt haben wir es hier. Dann kommen wir es
ein bisschen stärker machen. Gleich gehe ich wieder weg.
So. Ja, das war schlecht. Das war ja ausgerichtet
, so
Und wir haben das natürlich jetzt so raffiniert gemacht,
dass wir jetzt zum Beispiel hier, das sind Fahrradspeichen,
die legen wir jetzt hier drauf und haben außen, wir müssen jetzt irgendwie messen,
die Magnetisierung in dieser Fahrradspeiche und das machen wir mit der zweiten Spule,
die hier zu sehen ist.
Also ich gebe das jetzt hier rein und wir geben jetzt hier ein Wechselfeld drauf,
sodass wir hier sozusagen die Kurve ständig durchfahren,
was wir jetzt hier sehen,
ist Male ich das mal auf, was passiert ist,
wenn wir die Magnetisierung, wenn wir das äußere Feld hochfahren,
dann steigt natürlich die Magnetisierung in der Spule an,
weil sich die Depole ausrichten.
Irgendwann sind sie dann alle ausgerichtet, dann kommen wir hier in den Sättigungsbereich.
Und was jetzt passiert ist, also wir gehen hier rauf,
die Kurve, dann sind wir hier eben in Sättigung.
Jetzt gehen wir zurück. Und was wir dann sehen,
ist, Man bleibt nicht hier auf der gleichen Kurve,
sondern es gibt eine sogenannte Reminenz.
Die Magnetisierung geht nicht so stark zurück, wie ich das äußere Feld zurückfahre.
Also diese Bereiche bleiben noch ausgerichtet. Und diese Magnetisierung MR,
das nennt man Reminenz, also das von Remain auch.
Könnt ihr da, das bleibt eben noch was,
das ist die Restmagnetisierung, selbst wenn das H0 ist,
also das äußere Feld 0 ist, bleibt dann noch eine Magnetisierung.
Ich muss erst praktisch im Gegenfeld anlegen, Dass die Magnetisierung ganz verschwindet.
Und dieses Gegenfeld, HC, das nennt man auch die QR-Citiv-Feldstärke.
Feldstärke, HC, die ich dann brauche,
dass ich wieder die Magnetisierung auf null kriege.
Jetzt drehe ich eben, jetzt bin ich schon bei H negativ,
ich habe jetzt also das äußere Feld in die entgegengesetzte Richtung.
Jetzt richten sich auch hier wieder die Pole immer weiter aus,
bis es auch hier zur Sättigung kommt.
Das brummt aber laut hier
Und dann geht das wieder so zurück. Und hier hätten
wir auch wieder eine Remanenz. Und hier, das ist
die Koatiativ-Feldstärke in der anderen Richtung. Und ich kann Ihnen
jetzt mal verschiedene Materialien noch zeigen, die wandern daraus.
Es gibt eben Treten dann auch natürlich Kräfte auf.
Das waren jetzt die Fahrradspeichen. Jetzt habe ich so ein Blumendraht,
das ist normalerweise, ja, ich glaube,
das ist so ein Blumendraht, also schön Eisen.
Und Sie sehen schon hier, die Kurve ist sehr viel enger zusammen,
der Effekt der Hysterese ist sehr viel kleiner. Und wenn Sie das ausrechnen,
wenn man später den Energieinhalt des magnetischen Feldes anschauen,
dann sieht man auch, dass das genau,
also die Fläche dieser Kurve entspricht genau dem Energieinhalt,
die Energie, der Energie, die nötig ist,
um diese Depot-Momente umzuklappen.
Das heißt, wenn Sie hier eine große Fläche haben,
dann wird sehr viel Energie, dann ist sehr viel Energie nötig,
um diese Depole umzuklappen, was natürlich dann das Material aufheizt.
Den Effekt, den haben Sie ja ganz besonders,
also ein Material,
was hier eine hohe Remanenz hat,
das würde man
magnetisch hart nennen
Das bleibt eben, da brauchen sie sehr viel Energie, um die Pole alle umzuklappen. Und diese Energie geht dann in Form von Wärme ins Material. Und jetzt können Sie sich überlegen,
welche Töpfe sind jetzt gut, wenn es in Induktionsherd haben,
ist das nämlich genau der Effekt, diese hysteriese Dauer,
die Töpfe, die so eine große Fläche hier haben,
wo sie viel Energie brauchen,
wo viel Reibung entsteht beim Umklappen dieser Lipol-Momente,
die machen halt den Topf schön heiß,
also so in Induktions- und guter Induktionspfanne oder Topf sollte hier eben gerade,
sollte magnetisch hart sein,
die sollten eine hohe Reminenz haben,
hatte sehr viel Energie nötig sein und die geht eben dann auch in die Wärme beim Umklappen eine bessere.
Auf der anderen Seite sollte ein Trafoblech, also im Transformator,
wo sie ständig umpolen müssen, der sollte natürlich magnetisch weich sein.
Ja, sollte er hier so eine flache,
bis keine Kurve da haben, was haben wir sonst noch hier?
Ich glaube, das sind auch noch... Ja,
das ist halt, das ist zum Beispiel was,
was relativ hart ist.
Okay,
mach mal den mal aus
Also wenn ich eine große Remanenz habe, dann nennt man das
magnetisch hart. Und eine kleinere, man nennt es.
Und wo man das zum Beispiel will, was man hier,
das hier wäre zum Beispiel für ein Trafo-Blech, also bei einem Transformator,
wo ich sehr oft umschalten will und dann natürlich keine Energieverluste haben will.
Ich will ja da keine Energie verlieren in meinem Strom.
Nehme ich sowas, magnetisch weiches und magnetisch schaut,
würde ich zum Beispiel beim Topf für Induktionsherd nehmen.
Der sollte sehr hart sein, das sollte eben da
gerade viel in dem Umklappen der Depole viel Energie stecken.
Und wenn man es jetzt anschaut, über der Curry-Temperatur
Wie ist da der Zusammenhang? Also ich habe mal gesehen,
hier, das Hee ist ja gerade der Zusammenhang zwischen M&H und hier sehen Sie eben dieser Hysteriese-Effekt,
Sie können es gar nicht so genau sagen, Sie müssen immer genau gucken,
wo ist die Vorgeschichte, wo sind Sie da?
Ein Haar kann verschiedene, zu verschiedenen Ms führen.
Und dieses hier, ja hatte ich noch vergessen,
das ist die Neukurve. Also wenn ich gerade anfange bei Null,
wenn es keine Vorgeschichte hat, wenn alles unausgerichtet ist,
dann Gib mir das erste Mal hier hoch und dann geht es halt so dahin,
wenn ich das variiere.
Wenn ich jetzt aber oberte, überhalb der Curry-Temperatur bin,
dann hört es schlagartig auf mit diesen Domänen und dann wird das ganze Paramagnetisch.
Dann gibt es den Übergang von Ferro magnetisch.
So paramagnetisch. Und dann sieht es einfach so aus oder
kann ich ihn erst nochmal zeigen.
Das haben wir hier. Hier haben wir
ein Nickelplättchen
Nickel ist eben ferromagnetisch und hat hier, ferromagnetisch ist ja ein extrem,
die sind die, die Pulle ist sehr stark ausgerichtet.
Es ist und wird deshalb von einem Magneten angezogen.
Also alles, was von Magneten angezogen wird,
ist was Para-Magnetisches oder eben ferromagnetisches, dann wird es noch stärker angezogen.
Und was vom Magneten eher abgestoßen wird, ist eher,
was die, sind die ja magnetische Stoffe.
Also ich habe ja jetzt einen schönen Ferro-Magneten,
deswegen wird da stark, wird das Plättchen stark angezogen.
Im Paramagnetischen Zustand reicht es nicht aus
Wir sehen schon mit den,
die Feder will es eben wegziehen hier,
aber im Moment ist der,
wenn es eben hier fernummagnetisch ist,
ist die Anziehungskraft von dem Permanentmagnet hier stärker als die Rückstellkraft von
der Feder und jetzt wollen wir das Plättchen erwärmen hier mit diesem Bunsenbrenner und dann sollte es eben paramagnetisch werden.
Das heißt, das Hier wird sehr viel kleiner und
dann wird die Kraft von der Feder hier gewinnen.
Jetzt muss ich mal schauen, wie rum, naja.
Mal schauen wir mal hier. Herr Wärmen war das,
uns sind es schon, jetzt löst es sich ab,
ha,
der geht auch
Okay. Ah ja, uns kühlt schon wieder,
es kühlt, sie sehen schon,
es kühlt sehr schnell wieder ab, machen wir es nochmal.
Das ist ein bisschen länger hält. Oh ja, es glüht das, oder?
Huch. Gut, das ist nichts, dass sie weiter hinten sitzen mit dem Flammenwerfer hier. Das ist das eine,
was man noch schön zeigen kann, also jetzt hat,
gut, Temperatur, was man dann sehen würde,
wenn man dieses hier jetzt hier aufträgt,
hier und Tee, dann ist es beim Fernenmagneten so,
beim Paramagneten war das ja einfach c durch Tee,
aber hier hat man natürlich jetzt, Key ist c,
diese Curry-Konstante geteilt durch te-te-curry,
stellt man dann fest.
Also erst ab der Curry-Temperatur setzt es ja praktisch ein,
davor habe ich hysterese Hier ist die Curry-Temperatur und dann würde das so aussehen,
dann geht eben ab da, ab der Curry-Temperatur,
fällt es dann so mit eins durch die ab.
Und das war dieser Versuch hier mit dem Ablösen des Nickelplättchens.
Und zum Beispiel bei Eisen, hier habe ich zwar Nickel gezeigt,
aber ich habe mir jetzt nur aufgeschrieben,
von Eisen ist die Curry-Temperatur 1000, 33 Calvin,
also die sind ziemlich hoch.
Und dieses C,
hier für Eisen,
gleich 2,22 Calvin
Das waren die Beispiele von Hysteriesenkurven, die habe ich
Ihnen dann da auch noch in dem Skript aufgeschrieben.
Und dann kann man auch noch diese sogenannte, das Umklappen,
das ist auch noch sehr lustig eigentlich, ach so,
halt, ich sollte es jetzt wieder umschalten.
Ja. Das Umklappen dieser Domänen, die ich Ihnen gezeigt habe,
zum Beispiel, die mir auf dem Film gesehen hat,
das kann man hörbar machen, das sind die sogenannten Barkhausensprünge, also zum Beispiel
Weil dieses Umgriff, wenn ich hier M habe und hier H habe,
dann geht es der Anstieg, der geht ja eigentlich nicht so kontinuierlich,
sondern das geht in Sprüngen.
Das wären die sogenannte Barkaus, wenn man genau hinschaut,
klappt da nämlich immer eine ganze Domäne um.
Und das kann man hörbar machen, indem er hier ein Nickelplättchen hat.
Und an das Nickelplättchen, dem Nickelplättchen nährt man jetzt einen Magneten,
den kann man hier so annähern. Also ich habe ja ein äußeres Magnetfeld und damit erhöhe ich eben zum Beispiel dieses Äußere,
dieses Haar, diese Erregung,
die fahre ich rauf und ich will jetzt messen,
wie sich die Magnetisierung ändert und das macht man immer,
indem man hier eine,
wenn man dann erst richtig beim nächsten Mal sehen,
man nimmt hier eine Spule rum und warum er das hört und warum die Spule reagiert.
Hier ist eine Spannung
Und das gibt man in einen Verstärker. Der Stromfluss,
der reagiert drauf,
je nachdem, was ich hier für eine Magnetisierung habe,
was ich hier für ein Magnetfeld in der Spule habe.
Und dieser Effekt, warum, wenn sich das Magnetfeld ändert,
dass sich dann der Strom ändert, das kommt gleich bei Induktion,
so kann ich das jedenfalls aufnehmen.
Dann ändert sich der Strom, das sehe ich hier,
verstärke ich noch und mache es hörbar durch einen Lautsprecher.
Das kann ich in mir zeigen. Also das hier ist
jetzt, das kommen wir jetzt sogar mal zur Seite tun
So, das mache ich hier rüber. Um was es jetzt geht,
ist bloß dieses kleine Teil des Szenen sind,
da ist hier das winzige Nickelplättchen, ist hier versteckt.
Und wenn ich mit dem Magnet drangehe,
dann hören sie, was sie jetzt da hören,
das müssen sie natürlich glauben,
dass da nicht einfach nur Kugeln drin sind,
sondern dass das wirklich diese Domänen sind,
die umklappen
Das kann man hier sehr fein hören. Also mir ist das
gar nicht. Müssen Sie im Wesentlichen glauben, ist aber,
wenn Sie das fein verstärken und das kann man am besten
immer mit so einem Lautsprecher sehen, tun Sie das gar nicht.
Es gibt nur riesen Gerausche, dann klappen diese,
habe ich es hier? Genau, das sind diese,
das Umklappen von diesen Domänen, zum Beispiel von hier,
nach hier oder wenn sowas Blaues eben rot wird.
Das macht ein Signal dann in dieser Spule und das hören Sie dann.
So. Jetzt sind wir gleich, jetzt kommt noch eine Sache. Jetzt gibt es,
sind wir noch nicht, es gibt wahnsinnig viele Phänomene,
das aber nur ganz kurz, was ist anti-fairo-magnetismus,
die anti-fairo-magnetismus machen zum Beispiel Mangan, Oxyt und Mangan im NF2.
Da ist die Kopplung, der spinnt so.
Kopplung zwischen die Polen. So, dass sowas entsteht,
dass die Spinns immer oder diese Diepole,
die wollen immer so genau entgegengerichtet stehen.
Da gibt es auch Materialien, die das eben so wollen
Und insgesamt, was dann natürlich dazu führt, wenn die so stehen,
insgesamt ist natürlich hier die Magnetisierung M gleich null,
weil sich das alles aufhebt,
aber, und dann gibt es die sogenannte hier,
die Nähetemperatur für Tee größer, eines Neil,
das schreibt man mit zwei.
E, das schafft man so. Achso, nee,
beim ersten nicht. Sonst macht es eigentlich wenig Sinn.
Wenn es größer ist, als diese Nähetemperatur, ist es
auch hier wieder Paramagnetismus. Und dann gibt es jetzt den,
das war der Anti-Ferro und dann gibt es eben den Ferrie-Magnetismus.
Das ist dann,
wenn zum Beispiel in der Richtung die Momente sehr viel größer sind,
als die in der Richtung,
sodass sie insgesamt eine Magnetisierung eben größer null oder
eben ungleich null haben
Und Sie sehen, da gibt es eine sehr,
sehr große Reichhaltigkeit von den Materialien, je nachdem.
Und alles hat sehr, sehr viel mit Quantenmechanik zu tun,
wie die Spins und Bahndrehimpulse koppeln. Und es ist also
eine schöne Spielwese für Theoretiker, das alles zu erklären.
Hat aber eben auch extrem wichtige Anwendungen,
weil unsere ganze Datenverarbeitung eigentlich auf dieser magnetischen Speichertechnologie im Moment
beruht und auch auf der Miniaturisierung,
sodass man das immer,
man will wirklich einzelne Atome dann schon
möglichst schalten können
Jetzt zum Abschluss des Magnetfeld-Kapitels wollen wir es ein bisschen zusammenfassen,
was wir jetzt für Integralsätze für Magnetfelder in Materie haben.
Wir hatten das ja auch beim elektrischen Feld in Materie.
Da wurde dann diese Verschiebungsdichte D eingeführt. Und ich will
dann auch ein kleines Beispiel mal zur Anwendung hinschreiben.
In Materie gilt natürlich nach wie vor, dass BDA gleich null ist.
Über eine geschlossene Fläche. Das gilt natürlich genauso in Materie
Das hat ja nur was damit zu tun, dass man,
das ist die Quellenfreiheit, dass magnetische Felder nicht aus irgendeiner Quelle,
aus einem Monopol rauskommen, sondern dass die immer in Schleifen,
was so reinfließt, muss auch rausfließen, heißt dieses Gesetz.
Das andere Gesetz, was sich natürlich in Materie ändert,
hier über einen geschlossenen Weg,
wenn ich ein Magnetfeld entlang einer Schleife integriere, dann hatten wir gesehen,
ist es gleich das ampirsche Gesetz, dem eingeschlossenen Strom,
dem Strom, der ich durch diese umflossene Striche, naja,
der Strom, der da durchfließt, durch diesen Weg,
der Weg macht eine Fläche und dann geht der Strom durch.
Und es sind die freien Ströme,
also die ich von außen so anlege, zum Beispiel die Schwule,
aber das Magnet, das ist ja wirklich das Magnetfeld in Materie,
das ist dann, da kommen dazu die Ströme,
die die Elektronen um die Atome machen,
die kleinen magnetischen, die Pole.
Damit sind die ganzen kleinen Kreisströme gemeint,
die sich zu einem resultierenden Strom so addieren lassen.
Und das ist so
ein bisschen unschön
Weil die sind ja immer, die möchte, steckt man
lieber in einem Materialkonstante rein. Und deswegen kann man das eben umformulieren,
dass dieses B-minus-my-nul-i-magnetisch ist ja genau mein Haar. Und diese Gleichung,
die führt dann zu, wenn ich ihm jetzt das Haar einführe,
das ich ja schon letztes Mal gemacht habe,
dann heißt es einfach, dass das Haar,
wenn ich das, die Erregung integriere,
und jetzt ist das Haar ja ein bisschen anders definiert,
das ist gerade eins durch Mühe von diesem B-0,
das ist dann
gleich i-frei
Und das ist dann das Schöne, in der Gleichung,
wenn ich mit dem Haar arbeite,
wo sich eben nur mit den freien Strömen hier arbeiten.
Und das Haar ist eben dann B durch Mühe, Mühnull.
Und dieses Müh war das 1 zu 1 plus C.
Und da in den Müh steckt eben und im C stecken,
hat man eben dann gerade diese Ströme hier verarbeitet.
Ich kann also, ich könnte natürlich genau hier so schreiben,
dann integral, statt Haar kann ich eins durch Müh,
DL schreiben und dann hier eben Mühnull mal i frei.
Was man dann als Anwendung,
kann man dann das Magnetfeld endlich berechnen von einer Schule mit Eisenkern,
also hier zum Beispiel Eisen und jetzt habe ich hier
eine Spule drumherum
Und ich schicke hier den Strom durch, ein Stromi durch,
dann will ich das, hatte ich ja schon gesehen,
dass in erster Näherung außen das Feld null ist und im Inneren der Spule kann ich das jetzt genauso anwenden,
wie ich es, kann ich hier zum Beispiel so einen Weg rumlegen,
außen ist es null, dann brauche ich nur innen,
dass genauso die Herleitung,
wie ich es bei der Spule ohne Eisen gemacht habe,
was dann rauskommt,
ich kann eben dieses hier jetzt anwenden und das Mühe kommt einfach nur auf die andere Seite und es steht hier einfach dann Müh null,
mal Müh,
Mal.
N ist wieder die Zahl der Windungen. L ist eben
hier diese Länge, über die ich hier integriere.
Ich nehme eben hier zum Beispiel so einen Weg, so was.
Mal natürlich ihr. Das ist eben der freie Strom.
Ich kann eben jetzt das hier anwenden auf die Spule
und kriege die ganz wesentlich wichtige Formel.
Ohne Eisenkern hätte ich hier nur Mühnull mal N durch L mal
I und das Müll vom Eisen kann bis zu 10.000 sein.
Von Eisen. Bis zu 10.000. Also ich kann das Feld
da mit 10.000 Mal verstärken, weil sich diese ganzen Domänen,
weil das Eisen sowieso schon kleine Depole sind,
besteht und dann die richten sich alle aus nach dem äußeren Magnetfeld und deswegen wird es stärker.
Jetzt noch was anderes, was wir bei den elektrischen Feldern,
was sich da weggelassen hatte,
was aber da genauso gilt für E und D,
das ist dann für die Optik hinterher wichtig,
wird es jetzt aber bei dem Magnetfeld
hier mal vorführen
Die Stetigkeit von H an den Grenzflächen und von B
an den Grenzflächen. Da kann man wichtig ist,
Grenzflächen sind immer zum Beispiel Übergang von Glas in Luft.
Und wenn man dann elektromagnetische Wellen haben, ist es wichtig, was da passiert.
Auch für diese statischen Felder ist es schon mal interessiert, wichtig.
Also hier haben wir Material 1 und hier unten Material 2. Das heißt,
wir haben hier unterschiedliche und wir können hier unterschiedliche Haars haben.
Also zum Beispiel ist das hier,
das nenne ich H1, also hier habe ich Sowas.
Und hier unten in dem anderen Material habe ich H2.
Also einen anderen, eine andere magnetische Erregung.
Wenn ich jetzt keine, und dazu interessiert mich,
was passiert, was muss hier gleich sein?
Muss die Senkrechte oder die parallele Komponente von diesen Haars?
Muss die, was muss da gelten? Also ich zerlege
beide in eine Komponente, das wäre jetzt H2 senkrecht.
Und diese Komponente ist H2 parallel und bei H1
H1 senkrecht. Unter 1 parallel. Achso,
jetzt machen wir halt erst noch ein Blau.
Und jetzt kann ich so ein Integrationsweg irgendwie hier raussuchen,
so einen Weg, nehme ich jetzt.
Und der Weg ist so, so eine Schleife.
Das ist mein Weg C. Und der soll sehr dünn sein
. Jetzt will ich ausrechnen, was ist jetzt
DL entlang dieses geschlossenen Weges C. Und ich mache diese zwei
Seiten hier winzig klein, sodass das Stück DL hier,
also hier ist es Infinite Simal, die tragen praktisch nicht bei.
Dieses Stückchen hier geht gegen null. Und ich habe,
wenn ich mir das jetzt hier anschaue, dieses HDL sind die freien Ströme und ich habe hier keine Ströme.
Ich habe hier keine freien Ströme, also ist es null. Und wenn ich mir das anschaue,
dieses Integral, jetzt gehe ich hier entlang,
jetzt gehe ich hier oben meinetwegen in diese Richtung,
in der gehe ich mal,
gehe ich meinetwegen so rum bei dem Weg und dann habe ich jetzt hier H1 parallel mal L,
wenn ich, wenn das mal eine Länge L ist hier,
dann das Stück, da habe ich die Strecke,
ist einfach null,
da habe ich die Länge null.
Deswegen trägt das nicht bei und hier unten habe ich
H2 parallel mal L und eben mit einem Minuszeichen,
weil jetzt H2 parallel zeigt in diese Richtung und der Weg hier ist negativ,
minus H2 parallel mal L bis gleich null.
Und sie sehen, was daraus folgt, daraus folgt,
dass H1 parallel gleich H2 parallel ist.
Das heißt, an dieser Grenzfläche muss dieses Haar,
was parallel zur Grenzfläche ist, muss gleich sein.
Also die Komponente von Haar parallel zur Grenzfläche muss stetig sein.
Ich schreibe also oben hin, was hier rausgekommen ist.
Haar parallel ist stetig. Und jetzt schauen wir mal an,
was ist, was gilt aber dann für,
was gilt für B?
Gleiche Situation. Wir haben hier wieder Material
Und hier das Material 2. Und hier haben wir wieder Hamba B1.
Was wir genau wieder so aufteilen. In B1 senkrecht.
Und B1 parallel. Genauso mit B2. Teilen wir
auch wieder in eine senkrechte und eine parallele Komponente.
Wie zwei senkrecht
Wie zwei parallel. Da war jetzt aber für das B
ein anderes Gesetz haben, nämlich B, die A,
über eine Fläche A, ist gleich null, gilt ja hier.
Wenn wir jetzt hier nicht über eine Kurve,
sondern wir müssen ja hier jetzt über die,
über eine Fläche integrieren und da nehmen wir einfach so was hier.
Auch wieder mit unendlich dünnen Das ist jetzt diese Oberfläche und
diese ganzen Flächen. Aber die Seitenflächen gehen wieder gegen null,
weil wir das hier, das Volumen, mach mal sehr klein,
dass sodass die ganzen Seitenflächen gegen null gehen und nur die zwei Deckel hier dazu beitragen. Und wenn nur die zwei Deckel beitragen,
dann haben wir hier einfach, da sehen Sie,
da spielt jetzt nur die senkrechte Komponente eine Rolle,
weil wir ja multiplizieren müssen,
diese sind ja die normalen Vektoren auf die Flächen,
also zählt jetzt hier nur B1 senkrecht, mal A,
minus B, zwei senkrecht mal A,
hier zeigt ja A dann in die andere Richtung,
Richtung ist gleich null und daraus folgt dann,
dass die senkrechten Komponenten von B,
also die Komponente von B, die senkrecht steht,
auf der Grenzfläche muss gleich sein.
Also die Parallelen Komponenten von H und die senkrechten Komponenten von B
müssen an Grenzflächen stetig sein. Was jetzt das Schöne und die Anwendung,
jetzt fragen Sie sich natürlich, was soll's,
kommt dann vor allem in der Optik,
ist das wichtig,
aber wir können hier auch schon eine kleine Anwendung machen,
nämlich ein Ringmagnet mit Luftspalt
Also wir haben hier zum Beispiel so einen Ringmagneten,
das ist jetzt Eisen. Ja, das ist so ein Eisenjoch.
Das ist Eisen. Und da lege ich jetzt einen Strom,
eine Spule drum. Ja, sowas. So,
und diese Spule erzeugt natürlich jetzt hier in dem Eisen
ein Magnetfeld
Das hat mir ja gerade vorher ausgerechnet, dass das Mühe,
mal Mühe, mal N durch L,
mal I ist, dieses Magnetfeld.
Und hier haben wir einen Luftspalt dazwischen. Und der Luftspalt,
der hat die Größe D. Und die Frage ist jetzt,
wie groß ist das Feld in dem Luftspalt?
Gesucht? B, im Luftspalt. Weil es ist eine
wichtige Anwendung. Sowas hat man ja sehr oft
Dass man hier irgendwie und sie werden, dass sie hier,
es ist auch, wenn der Spalt klein ist,
ist es auch nahezu homogen.
Und das wollen wir jetzt ausrechnen. Und jetzt gilt Mühe
von Luft ist ungefähr eins. Mühe von Eisen.
Machen wir mal so ein mittleres, mittelgutes Eisen mit
5000. Und hier haben wir in Windungen hier in der Spule.
Jetzt können wir sagen, weil jetzt,
an dieser Seite geht es um diese Grenzfläche.
Hier haben wir jetzt eine Grenzfläche Eisenluft.
Und jetzt ist es, weil be senkrecht stetig.
Und hier ist es ja eben so, wenn ich mir
das anselle, wie laufen hier die magnetischen Feldlinien?
Hier laufen ja die magnetischen Feldlinien, müssen so laufen.
Die laufen hier in dem Eisen
Die laufen hier entlang, die bleiben hier in dem Eisen drin.
Das sind die magnetischen Feldlinien. Die Richtung von B ist genau so.
Das ist hier SB. Und sie sehen hier schon,
dass das Magnetfeld ist hier senkrecht auf der Grenzfläche.
Also das hat nur eine senkrechte Komponente, weil das B stetig ist,
muss jetzt das B das Magnetfeld im Eisen,
gleich dem Magnetfeld in Luft sein, weil die Komponenten,
eben hat man ja gerade gezeigt, das muss stetig sein.
Und deswegen kann ich das einfach benennen. Dies unterscheidet sich
nicht. Das Magnetfeld hier im Eisen und das in der
Luft unterscheidet sich nicht. Und jetzt kann ich,
nehme ich als Integrationsweg, wenn wir mal hier was,
so ein Orangenintegrationsweg, den hier. So war es hier,
ist die Kurve C. Jetzt rechne ich das So. Nicht weggehen.
Das Integral über die Kurve von H. DL aus.
Das ist ja dann das Haar im Eisen.
Mal den Weg L. Wenn L soll jetzt die Strecke hier
im Eisen sein. L ist einfach der Weg im Eisen
. Fluss in Luft mal
Und das muss auf der anderen Seite sein,
das hat man ja gerade dem Strom,
also HDL ist einfach die Anzahl der freien Ströme,
ist N, weil Entwicklungen sind Mali.
Und da ist auch kein Mühlnull drin, das war ja gerade so,
diese Erregung über DL ist einfach gleich dem eingeschlossenen,
dem er nicht eingeschlossen ist, dem anregenden Strom hier.
Der hier rumfließt. So, und wenn man das jetzt aufschreibt,
Komm mal, also jetzt kann man es umformen,
N mal I ist dann.
Und das Haar ist ja B im Eisen, ist es das Müh-Eisen,
mal Müh-0, mal L. Das ist jetzt das Haar, ist B.
Eigentlich müsste ich ja eben B im Eisen schreiben,
aber wir haben ja gerade gesehen, das ist gleich.
Plus, jetzt kommt es in Luft,
das ist auch B. Müh, Luft,
Müh-Null.
Und jetzt kann man das mühen,
Luft kann man schon weglassen, weil das eins ist.
Jetzt mache ich hier Müheeisen, gleich Mühe, Mühe,
Luft, ungefähr eins, setze ich jetzt ein.
Und wenn ich das dann ausrechne und auflöse nach B,
dann kommt raus, B ist gleich Müh-Null, mal N,
mal I, also Müh-Null bringe ich jetzt einfach hier rüber.
Und dann kommt hier geteilt durch L
durch Müh,
Von hier ist dieses L durch Mylplus D, weil ich das B ausklammern mühe,
null bringe ich hier rüber. Und wenn ich mir das jetzt anschaue,
meistens, wenn ich jetzt sowas habe,
dass L durch Mühe viel kleiner ist als D,
also wenn meine Strecke L nicht zu groß ist und Mühe ist ja 5000,
also wenn L nur ungefähr zehnmal größer ist als D,
dann ist das schon mal eine gute Bedingung,
beziehungsweise wenn ich es umdrehe,
dass L durch D Viel kleiner ist als Müh und Müh war ja 5.000.
Also ist das oft der Fall. Dann ist dir eben das Eldorch Müh,
kann ich dann vernachlässigen gegenüber von dem D. Und dann kann ich schreiben,
dass das Magnetfeld Müh-Null mal in, mal i,
geteilt durch D ist.
Und das ist eine supertolle Formel, weil da sehe ich schon,
wie kann ich ein superstarkes Magnetfeld machen. Nämlich einmal,
indem ich einen sehr hohen Strom hier nehme,
aber indem ich einfach den Spalt klein mache,
je kleiner ich den Spalt mache,
desto höher wird hier das Magnetfeld.
Natürlich unter dieser Bedingung
Ich muss schon das... Und damit kann ich extrem hohe
Magnetfelder erzeugen. Das macht man auch in der Technik so.
Zum Beispiel hier an zwei Beispielen will ich sie Ihnen zeigen.
Einmal am Best-CD-Polmo-Magnet und einmal an der Festplatte hier so die Größe.
Bessi Magneten, also das ist jetzt so aus der aus der Synchroporenstrahlungsphysik.
Da hat man hier genau sowas, diesen Eisenkern in Strom von 6014 abher,
also einen sehr hohen Strom, den man hier durch die Spule schickt.
Man hat 84 Mindungen auf der Seite und einen 50 Millimeter Spalt.
Und wenn man das ausrechnet, Auf der Seite, wie gleich Mynol,
N-I-Dolch-D, wenn sie das hier einsetzen, kommt raus,
dass da ein Feld von 1,3 Tesla herrscht in dem Spalt.
Also so das Erdmagnetfeld nochmal war 10 hoch minus 1,0,5 mal 10 hoch minus 4 Tesla.
Also das ist schon 10.000 mal stärker als das Erdmagnetfeld.
Das sind schon so Felder,
die herrschen in so typischerweise auch schon Computer, also so Magnetdresse,
Kernspinntomografen, da brauchen sie ja auch ein Tesla-Feld,
ist schon extrem extrem viel.
Und wenn sie schauen, was in ihrer Festplatte für ein Feld herrscht,
da haben sie einen Strom von, haben sie auch so ein System.
Hier würde eben die Festplatte hier durchlaufen.
Da haben sie einen Strom von 20 Milli-Ampere,
kannst ja natürlich nicht so viel Strom hier erzeugen,
sonst brauchen sie dann gleich ein Kernkraftwerk daneben.
20 Milli-Ampere, sie haben 15 Windungen und der Spalt ist aber extrem klein.
Deswegen müssen sie es so genau justieren. Sie haben nur
300 Nanometer hier, deswegen kann da leicht mal was schiefgehen.
300 Nanometer und wenn sie das einsetzen, In die gleiche Formel,
dann kriegen sie auch raus, das Magnetfeld ist ungefähr 1,2 Tesla.
Ein gigantisches Magnetfeld eigentlich, was sie da haben in ihrer,
für die Magnetisierung von so einer Festplatte.
Und eben alles im Erzeugt mit dieser Technik, mit der Luftspalttechnik.
Und da brauchen sie zum Beispiel diese Stetigkeitsbedingungen. Gut,
damit möchte ich diese statischen Magnetfelder abschließen,
und da haben wir gerade noch Zeit hier zum Schluss,
was, jetzt muss ich hier aufpassen,
dass ich das speichere, sonst, ja,
Gott sei Dank.
Jetzt muss ich sie auch
nochmal speichern
Gut. Und dann können wir hier, fangen wir mit der Induktion an?
Erstmal, worum geht's? Jetzt kommt das eigentlich Spannende,
wie der Zusammenhang ist zwischen elektrischen und magnetischen Feldern.
Bisher waren die ja ganz separat betrachtet.
Jetzt kommt der Zusammenhang zwischen beiden. Worum geht's?
Und da kann ich ihn am besten mal,
ja, sage ich ihm mal das
Nehmen wir mal dieses Teil hier nach vorne. Nein,
eigentlich kann man nicht. Das braucht ja doch noch einen Strom.
Ja, eigentlich nur für das. Das bräuchte ich gar
keinen Strom. Für den hier machen wir den nochmal aus und an.
Gut. Wir haben eine Spule, so wie dort gezeigt.
Hier sowas. Und ich habe einen Magnet,
den ich in die spule,
reintue und raustue und was sie hier sehen, ist einfach,
ist an der Spule plötzlich fließt ein Strom.
Hier ist keine Batterie. Also das hier ist,
ich mache den mal auch aus
Eigentlich könnte ich den auch hier rausziehen, dass ich es
noch mal weiter vortue. Aber es reicht jetzt auch so
. Sie können es auch hinterher noch mal ausprobieren.
Ich brauche den nur annähern und sie sehen schon,
wenn ich hier, wenn ich den nur ganz langsam hierher bewege,
dann passiert gar nichts.
Wenn ich aber schnell eine Magnetfeldänderung mache, also worauf es ankommt,
ist einfach eine Magnetfeldänderung an dieser Spule und ich kann das Ganze noch mal verstärken.
Diese Spule hatte 12.000 Windungen und diese Spule hier,
die hat 23.000 Windungen
Und da sehen sie schon, selbst wenn ich hier weit
weg davon rumwedel mit diesem Magnet, fließt hier ein Strom.
Also ich habe keine Batterie dran. Das ist immer ganz wichtig.
Also sie können wirklich mit Änderung des Magnetfeldes, erzeugen sie hier Ströme.
Und zwar langsame Änderungen machen nichts. Also wenn ich hier so ganz langsam vorbeigehe,
macht es nichts, wenn ich hier aber schnell wacke,
sehen sie schon, dann kriegen sie starke Ströme.
Und hier natürlich extrem, wenn ich hier langsam, kaum was.
Und für schnell, also auch wenn ich weit weg bin,
aber hier schnell was tue, Ja,
dann machen wir hier lieber mal wieder ab.
Das Ganze, und dafür hat man das hier eigentlich angemacht.
Kann man natürlich auch am Ostsiloskop sehen. Das ist natürlich
die Kamera da weit weg. Das ist natürlich schwierig.
Dann machen wir es trotzdem mal. Schauen wir mal,
wie weit die reicht. Wahrscheinlich reicht die jetzt nicht.
Naja, doch. Das kriegt man vielleicht noch hin,
wenn man es jetzt so einigermaßen Rauf zeigt.
Mal sehen, ob es sie jetzt tut. Ja,
doch, das wird was. Da ist schon was,
ja, genau. Wir sehen es jetzt das Bild auf
dem Ostsiloskop
Doch. Und was ich jetzt als erstes mache, ist,
ich habe hier wieder so eine Spule und das ist das Gleiche nochmal mit dem Magneten,
nur dass man jetzt, dass sie jetzt aufgezeichnet sind.
Also die Spule hängt jetzt hier an dem oberen Kanal
dran und das ist ein Speicher aus Zyloskop.
Das heißt, sie sehen wirklich den Puls durchs Rein- und Rausgehen.
Sie sehen auch reingehen, macht den Push-Stromputz in die
eine Richtung und rausgehen den Strompuls in die andere Richtung.
Wenn ich nur reingehe und nur rausgehe, sehen sie es auch wieder,
nur rein, nur raus und wenn ich langsam reingehe,
sehen sie fast nichts, langsam raus und je schneller es ist,
desto stärker kriegen sie die Ausschläge.
Also immer die Änderung des Magnetfelds und eben rein und raus zwei unterschiedliche Richtungen.
Und das Ganze kann man noch dann ausnutzen natürlich im Stromwechselstromgenerator,
wenn ich jetzt die spule, kann ich auch einfach drehen,
oder ich könnte es hier auch so machen,
ich kann den Magnet festhaben und kann natürlich auch einfach die Spule bewegen.
Dann sehen sie es genauso und hier macht man es so,
jetzt habe ich hier eine Spule im Eine Spule in einem Hufeisenmagneten und wenn ich die drehe,
da muss ich so ein bisschen schneller drehen.
Sehen Sie dann einen sehr sinnusförmigen Strom? Ich drehe natürlich
jetzt nicht. Ich drehe eben nicht ganz schön sinnusförmig.
Aber Sie sehen schon ungefähr, wenn es mit den ganzen
Wackelungen hier am Tisch und wenn ich eben schnell drehe,
dann wackelt es total.
Und wenn ich langsam drehe, kriegen Sie nur sehr langsame Ausschläge.
So langsam kann ich gar nicht drehen.
Ändert sich kaum was hier
Wenig. Und wenn man schneller dreht, gingen sie auch
eben höhere Ausschläge. Und dieses Phänomen, das Magnetfeldänderungen,
Ströme machen in solchen Spulen, das nennt man Induktion.
Also ein veränderliches Magnetfeld, und zwar allgemein die Änderung
des magnetischen Flusses in der Spule.
Also ich habe eine Spule und in der Spule ändert sich
ein Magnetfeld. Im Allgemeinen eine Leiterschleife und in der Leiterschleife
ändert sich
das Magnetfeld
Induziert eine Spannung in der Spule, also zwischen dem Ende und dem Ende
ist dann plötzlich eine Spannung, obwohl keine Batterie da ist.
Und deswegen fließt ein Strom, also eine Magnetfeldänderung ist
wie eine Batterie, ist bewirkt eine Spannung.
Und zwar die Spannung ist eben jetzt hier bewirkt.
Eben hier, wenn ich das so hinschreibe, eine Induktions-Spannung.
Und wie man dieses Gesetz, kann man natürlich jetzt in Formeln fassen,
Und ja, das nennt man das pharadelische Gesetz.
Denn der Herr Pfarrer, der hat herausgefunden,
dass diese Induktionsspannung, die hier entsteht,
gerade minus die Änderung des magnetischen Flusses durch die Leiterschleife ist.
Also der magnetische Fluss, das ist ja eine Wiederholung,
das hat man ja schon,
das war ja genau dieses BDA.
Das ist der magnetische Schluss
Und auch dieses U induziert, schreibt mal diese Induktionsspannung,
die entsteht, das ist das elektrische Feld.
Eine Spannung ist ja gerade das elektrische Feld integriert über eine
gewisse Strecke, eine Spannung, mal Kuh, Spannung,
mal Ladung, war ja die Arbeit.
Kuh mal E war die Kraft,
also das ist praktisch Kraft durch Ladung,
mal Weg und hier eben deswegen kommt hier die Spannung,
die Arbeit durch Ladung ist
So hängt die Spannung hier zusammen. Also kann man das
eben auch so schreiben, dieses Pharadaische Gesetz,
dass eben dieses Integral EDL gleich minus Defi-DT ist.
Wobei jetzt dieses Defi-DT eben auf ganz verschiedene Arten erzeugt werden kann. Also die Vieh,
die Tee kann erzeugt werden durch eine zeitliche Änderung Von B,
also einfach, dass sich das Magnetfeld in der Zeit irgendwo ändert.
Es kann aber auch eine zeitliche Änderung der Fläche sein. Also zum Beispiel,
wenn ich bei dieser, bei dieser Spule hier,
wenn ich die Spule zusammendrücken würde oder verformen würde,
dann würde auch ein Strom fließen. Das ist einfach,
weil der Fluss ist einfach,
Magnetfeld malt Fläche und wenn sich irgendwas davon ändert, auch die Richtung,
die die zeitliche Änderung des Winkels Des Winkels zwischen B und A. Also wenn,
so wie es da mit dieser Spur, mit der drehbaren Spule,
da ändert sich eben die Richtung des Winkels und dann auch eine Parallelverschiebung der Fläche und so weiter.
Also gibt es viele Möglichkeiten,
wie sich dieser Fluss ändern kann und zum Schluss jetzt noch ganz grob,
und damit kann ich Ihnen gerade noch ein paar Sachen zeigen,
die sogenannte ländische Regel,
die angibt,
in welcher Richtung
Sich, in welcher Richtung sich die Ströme bewegen. Und die ländische Riegel,
es kommt natürlich eigentlich aus dem Minuszeichen hier raus,
EDL ist minus definitiv,
aber weil das kompliziert ist und man da leicht Fehler machen kann,
gibt es eine ganz anschauliche Regel, wie diese induzierten Ströme gerichtet sind.
Und die sind so, die durch Veränderung magnetischer Flüsse erzeugten Induktionsströme,
also zum Beispiel der Magnet, der sich auf diesen Ring bewegt,
zubewegt, dann wird in so in dem Ring,
und das sehen sie genau hier,
das ist eigentlich dieser Versuchsaufbau, hier haben sie einen Aluring,
Und hier haben sie ja ein Magnet. Und erzählen sie,
wenn, was passiert, wenn ich diesen Magnet auf den Ring zubewege?
Der Ring folgt, obwohl das ein Aluring ist,
der ist ja unmagnetisch. Ja, ich habe es gerade
auch gemerkt, dass sie da auch was sehen.
Das könnte, das sollten sie auch, wenn möglich,
auch mal selber ausprobieren. Also ich gehe hier mit dem
Magnet auf den Aluring zu und der folgt diesem Magnet.
Und das ist genau das,
was sie oben lesen bei der letzten Regel,
die durch Veränderung erzeugten Induktionsströme fließen so,
dass die eigenen Magnetfelder, der genug Induktionsströme der Ursache entgegenwirken.
Also es fließt ja hier in Strom, sodass dieses hier zum Magnet wird.
Eine Spule ist ja ein Magnet. Und das Magnetfeld,
das hier entsteht, das ist so gerichtet,
dass es dem Äußeren entgegenwirkt.
Also abstoßend. Und hier aber auch, es folgt dem auch.
Es will eben keine Änderung haben. Der Ring bewegt sich so,
dass insgesamt der magnetische Fluss hier durch den Ring,
dass sich der nicht ändert
Und dass das wirklich an Strom, an Kreisströmen liegt,
sehen sie hier, hier haben sie den Ring,
der hat einfach einen kleinen Schlitz,
der hat einen kleinen Spalt,
da kann kein Strom im Kreis fließen.
Ansonsten ist der völlig identisch. Und sie sehen,
hier passiert gar nichts. Nur so im ganz geringen Maße
passiert so ein bisschen was. So leicht folgt er dem
auch, aber nur ganz schwach.
Dagegen der hier,
der folgt sehr stark
Andere Versuche zur lenschen Regel. Ja,
das ist furchtbar, dieser, das ist natürlich übel.
Naja, den lasse ich jetzt da dran. Ja,
das ist, das sind die Versuche,
bei denen klebt man sich normalerweise immer die Finger ein.
Da hat man irgendwo hier so eine Kugel und die Haushalt dann.
Ja, der ist jetzt jedenfalls aus der Gefahrenzone.
Was anderes hier? Das ist die sogenannte Wirbelstrombremse. Ja,
diese kleinen Versuche, die stelle ich nächstes Mal auch noch
mal hin. Die müssen sie vorher noch mal anschauen.
Also wir haben hier zwei Magneten.
Und jetzt hier einfach
ein Alu-Plättchen
Und das lasse ich jetzt hier pendeln. Und sie sehen,
das macht nur eine Schwingung, zack. Es wird sofort gebremst,
weil nämlich auch hier in diesem Alu-Plättchen-Kreisströme anfangen zu fließen,
die der Änderung, und die Änderung ist die Schwingung,
die fließen so, dass der Schwingung entgegengewirkt wird.
Und wieder hier, jetzt habe ich ein kampfförmiges Objekt,
also dieses Teil, lass mal so rum.
Hier sehen Sie jetzt den Kamm, der Kamm schwingt durch,
während hier diese Scheibe sofort gebremst wird.
Andere Sache, Zu dieser länzischen Regeln ein schöner Versuch,
hier ist dieser Tomson Tomson Sharing-Versuch.
Nochmal, ich versuche hier vorne noch die Beleuchtung hinzukriegen.
Nö. Lieber nicht. Hier ist auch wieder,
habe ich ein Aluring geschlossen, ein Aluring mit Schlitz.
Und was ich hier habe, ist einfach nur eine Spule,
hier wieder die Verstärkung durch den Eisenkern.
Wenn ich hier den Knopf drücke, schalte ich hier das Magnetfeld
ein und ich habe hier Hier drinnen ein starkes Magnetfeld.
Ich kann das Magnetfeld von null auf eins einschalten.
Und was ich dann natürlich mache, ich ändere den magnetischen Fluss DVI.
DT ist sehr groß. Das wird dazu führen,
dass hier eine Spannung entsteht. Das heißt,
ein Strom fließt im Kreis und das Magnetfeld von dem Ring
ist entgegengesetzt gerichtet, dem äußeren Feld hier.
Und jetzt mache ich das mal,
was dann passiert ist
Er fliegt ziemlich hoch. Ist das mal, also jetzt
leider ist Herr Eckersoff, Eckersdorf heute nicht da. Deswegen,
wenn er wieder da ist, es wird erst nach Pfingsten sein,
kann man den Versuch auch nochmal schöner durchführen mit einem Stickstoff
gekühlten Ring und fließen nämlich die Ströme noch besser.
Was aber eben für den Saal manchmal gefährlich ist.
Also das muss man richtig machen. Jetzt als Gegenbeweis
habe ich jetzt hier den Aluring mit Spalt,
der genauso ist, wie der andere,
nur dass er eben den Spalt hat und sie sehen,
hier passiert gar nichts
Der bewegt sich nicht, da geht hier sogar immer
die Sicherung raus und jetzt machen wir noch den,
na gut, wir können es hinterher nochmal machen,
wenn sie runterkommen, können wir den nochmal versuchen.
Was haben wir hier noch Schönes? Ah ja, das Kugelrennen
. Die Sachen können sie sich nächstes Mal auch anschauen.
Also hier haben sie eine Strecke mit einer normalen Herties unmagnet,
also die Kugel hier ist nicht magnetisch und die rollt hier so schön hin und her.
Wenn sie eine Kugel haben, die aber, und die ist eben nicht,
die zieht ja das Alu nicht an, das ausprobieren.
Aber durch die Wirbelströme, die ist so richtig zäh, wenn sie die anschauen.
Die läuft hier, wie gebremst, obwohl sie eben nicht,
wenn sie das anschauen, sie können die mal laufen lassen.
Wir können es sich mal anschauen. Die hatte so einen richtigen Widerstand,
als ob sie irgendwie durch Honig durchgeht oder so.
Und die ist eben eigentlich nicht, das zieht ja,
das Alu ist ja nicht magnetisch.
Das hat ja hier keine Wirkung. Die andere Kugel. Hier,
die kein Magnetfeld macht, Die Kugel ist schon magnetisch,
aber eben, die bewirkt jetzt in dem Alu,
fließen dann Wirbelströme, die eben die Bewegung von dieser Kugel hier abbremsen.
Und ganz extrem, und das können wir, gut,
das andere Kugelrennen kommt nächstes Mal.
Wollen wir jetzt schon ziemlich drüber sind mit fünf Minuten,
dann vielen Dank und bis zum Donnerstag dann