Magnetisierung & Entmagnetisierung einfach erklärt: So geht's

Stell dir vor, du bastelst an deinem Fahrrad und eine kleine Schraube fällt in eine enge Ritze. Deine Finger sind zu dick, um sie herauszuholen. Was nun?

Wenn du einen normalen Schraubenzieher nimmst und ihn ein paar Mal an einem starken Magneten reibst, passiert etwas Magisches: Der Schraubenzieher wird selbst zu einem Magneten! Du kannst die Schraube ganz einfach herausangeln. In dieser Lektion lernst du, wie du Dinge durch Magnetisierung magnetisch machen kannst, wie du diese Kraft durch Entmagnetisierung wieder zerstörst und warum manche Gegenstände nur für kurze Zeit magnetisch sind.

Vorwissen

• Nord- und Südpol: Jeder Magnet hat zwei Enden, die wir Pole nennen. Gleiche Pole stoßen sich ab, unterschiedliche ziehen sich an.

  Beispiel: Der Nordpol eines Magneten zieht den Südpol eines anderen Magneten an.

• Das Modell der Elementarmagnete: Im Inneren von Eisen gibt es Millionen winzig kleiner Magnete (Elementarmagnete).

  Beispiel: Wenn diese winzigen Magnete alle kreuz und quer liegen, ist das Eisenstück kein Magnet. Wenn sie alle in die gleiche Richtung zeigen, ist das Eisenstück ein Magnet.

Aufgabentyp 1: Wie man einen Magneten herstellt (Magnetisierung)

Ein normales Stück Eisen ist anfangs nicht magnetisch, weil seine winzigen Elementarmagnete im Inneren völlig ungeordnet sind. Sie zeigen in alle möglichen Richtungen und heben sich gegenseitig auf.

Wir können diese winzigen Magnete aber zwingen, sich aufzustellen! Das nennt man Magnetisieren. Wenn wir mit dem Pol eines starken Magneten immer wieder in die gleiche Richtung über das Eisen streichen, ziehen wir die Elementarmagnete mit. Sie drehen sich und liegen am Ende alle schön geordnet in einer Reihe.

Der Unterschied zwischen Eisen und Stahl:

• Reines Eisen: Hier lassen sich die Elementarmagnete sehr leicht drehen. Man kann es schnell magnetisieren, aber die Ordnung geht auch schnell wieder verloren.

• Stahl (Dauermagnete): Stahl ist eine Mischung aus Eisen und anderen Stoffen. Hier sind die Elementarmagnete sehr schwerfällig. Man muss sich beim Streichen mehr anstrengen. Aber wenn sie einmal geordnet sind, bleiben sie auch so! So stellt man Dauermagnete her, die ihre Kraft über Jahre behalten.

Durchgerechnete Beispiele

Beispiel 1

Aufgabe

Wir bauen einen eigenen Magneten. Wir wollen aus einem normalen Eisennagel einen echten Magneten machen. Materialien: Ein großer Eisennagel, ein starker Stabmagnet, ein paar Büroklammern.

Lösung Schritt für Schritt

Fortschritt

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   Schritt 1
   Nagel festhalten

   Halte den Eisennagel in einer Hand fest.

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   Schritt 2
   Magnet ansetzen

   Setze einen Pol (z. B. den Nordpol) des Stabmagneten an das flache Ende des Nagels.

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   Schritt 3
   In eine Richtung streichen

   Streiche mit dem Magneten langsam und mit leichtem Druck bis zur Spitze des Nagels.

4. 4
   Schritt 4
   Streichen wiederholen

   Hebe den Magneten in der Luft wieder an, gehe zurück zum flachen Ende und wiederhole das Streichen etwa 20-mal. Wichtig: Immer nur in eine Richtung streichen, nicht hin und her rubbeln!

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   Schritt 5 · Ergebnis
   Testen

   Halte den Nagel nun an die Büroklammern.

Ergebnis:

Der Nagel zieht die Büroklammern plötzlich an und hält sie fest. Durch das Streichen in eine Richtung hast du die Elementarmagnete im Nagel geordnet. Der Nagel ist nun selbst ein Magnet.

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Aufgabentyp 2: Wie ein Magnet seine Kraft verliert (Entmagnetisierung)

Was man aufbauen kann, kann man auch wieder zerstören. Wenn ein Magnet seine Anziehungskraft verliert, nennt man das Entmagnetisierung.

Damit ein Magnet funktioniert, müssen seine Elementarmagnete schön geordnet sein. Wenn wir diese Ordnung durcheinanderbringen, heben sich die Nord- und Südpole im Inneren wieder gegenseitig auf. Das Material verliert seine magnetische Wirkung. Es gibt zwei Hauptwege, um dieses Chaos auszulösen:

• Starke Erschütterung: Wenn du einen Magneten auf ein Holzbrett legst und mehrmals kräftig mit einem Hammer darauf schlägst, werden die Elementarmagnete durch die harte Erschütterung durchgeschüttelt. Sie verlieren ihre Reihe und liegen danach völlig ungeordnet vor.

• Extreme Hitze: Hitze bringt die Teilchen in einem Material stark zum Wackeln.

⚠️ Sicherheitshinweis: Das Erhitzen von Metallen bis sie rot glühen, ist extrem gefährlich und darf nur von Lehrkräften mit speziellen Brennern und Schutzbrillen durchgeführt werden!

Wenn man einen Magneten über einer heißen Flamme erhitzt, bis er rot glüht, wackeln die Elementarmagnete so stark, dass sie aus ihrer geordneten Position herausspringen. Auch hier ist das Ergebnis ein ungeordnetes Chaos und der Magnetismus ist weg.

Aufgabentyp 3: Magnet auf Zeit (Temporärer Magnetismus)

Manchmal wird ein Stück Eisen nur für einen ganz kurzen Moment zu einem Magneten. Das nennt man temporären (vorübergehenden) Magnetismus.

Stell dir vor, du hältst einen starken Dauermagneten ganz nah an ein normales, unmagnetisches Stück Eisen. Das starke Magnetfeld des Dauermagneten greift wie eine unsichtbare Hand in das Eisen hinein. Es zwingt die ungeordneten Elementarmagnete im Eisen dazu, sich sofort auszurichten.

Plötzlich ist das Eisenstück selbst ein Magnet! Du kannst nun einen kleinen Nagel an das Eisenstück hängen, und er bleibt kleben.

Aber was passiert, wenn du den starken Dauermagneten wieder wegnimmst? Ohne die unsichtbare Hand des großen Magneten fallen die Elementarmagnete im Eisen sofort wieder in ihr ungeordnetes Chaos zurück. Das Eisen verliert seine Kraft und der kleine Nagel fällt sofort herunter.

Wichtige Erkenntnisse

• Magnetisieren: Streicht man mit einem Magneten immer in die gleiche Richtung über Eisen, werden die Elementarmagnete geordnet. Das Eisen wird zum Magneten.

• Dauermagnete: Stahl lässt sich schwerer magnetisieren als reines Eisen, behält seine magnetische Kraft dafür aber dauerhaft.

• Entmagnetisieren: Durch starkes Hämmern oder extreme Hitze werden die Elementarmagnete wieder ungeordnet. Der Magnet verliert seine Kraft.

• Temporärer Magnetismus: Ein Stück Eisen wird nur so lange zu einem Magneten, wie sich ein anderer starker Magnet in seiner Nähe befindet.