Was sind die Prinzipien der magnetischen Anziehung?

Die Prinzipien der magnetischen Anziehung beschreiben, wie und warum Magnete bestimmte Materialien anziehen. Dazu gehört erstens, dass Magnete nur ferromagnetische Stoffe wie Eisen, Cobalt und Nickel anziehen. Zweitens wirkt die Kraft über eine gewisse Entfernung, was man als Fernwirkung bezeichnet. Drittens ist diese Anziehung immer wechselseitig: Der Magnet zieht das Eisen an, aber das Eisen zieht den Magneten mit exakt der gleichen Kraft an. Zudem kann die Magnetkraft viele Stoffe durchdringen, wird aber von Eisen abgeschirmt.

Was bedeutet Fernwirkung bei einem Magneten?

Unter Fernwirkung versteht man in der Physik, dass eine Kraft über eine bestimmte Distanz wirkt, ohne dass sich die Gegenstände berühren müssen. Wenn du einen Magneten in die Nähe eines Eisennagels bringst, springt der Nagel an den Magneten, noch bevor ein direkter Kontakt besteht. Je weiter der Magnet und der magnetische Gegenstand voneinander entfernt sind, desto schwächer wird diese unsichtbare Kraft. Im Alltag sehen wir das, wenn ein Magnet schon aus ein paar Zentimetern Entfernung eine Büroklammer anzieht.

Können Magnetkräfte alle Materialien durchdringen?

Die magnetische Kraft kann sehr viele alltägliche Stoffe mühelos durchdringen . Wenn du beispielsweise ein Blatt Papier, ein Stück Plastik, Glas oder sogar deine eigene Hand zwischen einen Magneten und einen Eisengegenstand hältst, wirkt die Anziehungskraft weiterhin fast ungehindert. Es gibt jedoch eine wichtige Ausnahme: Wenn du ein Blech aus einem ferromagnetischen Stoff wie Eisen dazwischenlegst, wird die Magnetkraft blockiert. Das Eisen fängt die Kraft ab, was in der Physik als Abschirmung bezeichnet wird.

Prinzipien der magnetischen Anziehung

Q: Welche Stoffe sind magnetisch?

Ein Magnet zieht nicht alle Materialien an, sondern nur ganz bestimmte Metalle. Diese nennt man ferromagnetische Stoffe . Dazu gehören in erster Linie Eisen , Cobalt und Nickel . Andere Metalle wie Kupfer, Aluminium oder Gold reagieren nicht auf den Magneten. Auch Alltagsmaterialien wie Holz, Plastik, Glas oder Papier sind nicht magnetisch und werden von einem Magneten völlig unbeeinflusst gelassen.

Hast du dich schon einmal gefragt, warum ein Magnet wie von Zauberhand an der Kühlschranktür kleben bleibt, aber sofort herunterfällt, wenn du ihn an einen Holzschrank drückst?

Magnete besitzen eine unsichtbare Kraft, die bestimmte Dinge anziehen kann. In dieser Lektion wirst du die Prinzipien der magnetischen Anziehung genau verstehen. Du wirst herausfinden, welche Stoffe magisch von Magneten angezogen werden, wie diese Kraft sogar durch die Luft wirkt und warum manche Materialien diese Kraft einfach blockieren können!

Vorwissen

Stoffe im Alltag: Gegenstände bestehen aus verschiedenen Materialien (Stoffen). Beispiel: Ein Lineal kann aus dem Stoff Holz oder aus dem Stoff Plastik bestehen.
Kräfte: Eine Kraft kann an einem Gegenstand ziehen oder ihn drücken. Beispiel: Wenn du eine Tür öffnest, übst du eine Zugkraft aus.

Aufgabentyp 1: Welche Stoffe sind magnetisch?

Um die Prinzipien der magnetischen Anziehung zu verstehen, müssen wir zuerst betrachten, worauf sie wirken. Ein Magnet zieht nicht alles an. Wenn du ihn an eine Holztür hältst, fällt er einfach herunter.

Ein Magnet zieht nur ganz bestimmte Metalle an. Diese Metalle sind Eisen, Cobalt und Nickel. In der Physik nennt man diese drei Stoffe ferromagnetisch. Das Wort kommt vom lateinischen Wort „ferrum“, was Eisen bedeutet.

Gegenstände aus anderen Stoffen wie Holz, Plastik, Glas, Papier oder auch anderen Metallen wie Kupfer und Aluminium werden von einem Magneten nicht angezogen.

Aufgabentyp 2: Anziehung aus der Ferne und auf beiden Seiten

Ein weiteres wichtiges Prinzip der magnetischen Anziehung ist die Reichweite der Kraft. Wenn du einen Magneten langsam an einen Eisennagel heranschiebst, springt der Nagel plötzlich an den Magneten, noch bevor sie sich berühren. Magnetische Kräfte wirken über eine Entfernung, ohne dass sich die Gegenstände berühren müssen. Das nennt man Fernwirkung. Je weiter der Magnet und das Eisen voneinander entfernt sind, desto schwächer wird diese Kraft.

Außerdem ist die Anziehung immer wechselseitig. Das bedeutet: Der Magnet zieht das Eisen an, aber das Eisen zieht den Magneten ganz genauso stark an! Wenn beide auf kleinen Rollschuhen stehen würden, würden sie sich genau in der Mitte treffen.

Aufgabentyp 3: Durchdringen und Abschirmen

Wie verhalten sich die Prinzipien der magnetischen Anziehung, wenn Hindernisse im Weg sind? Was passiert, wenn etwas zwischen dem Magneten und dem Eisen liegt? Die magnetische Kraft kann viele Stoffe einfach durchdringen. Wenn du ein Blatt Papier, ein Stück Plastik oder sogar deine Hand zwischen einen Magneten und eine Büroklammer hältst, wird die Büroklammer immer noch angezogen. Die Kraft wird durch diese Stoffe nicht blockiert.

Magnetkraft durchdringt ein Blatt Papier

Es gibt jedoch eine Ausnahme: Wenn du ein Blech aus einem ferromagnetischen Stoff (wie Eisen) dazwischenlegst, wird die Magnetkraft blockiert. Das Eisen fängt die Kraft sozusagen ab. Das nennt man Abschirmung.

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Wir testen mit dem Experiment „Die schwebende Büroklammer“, welche Stoffe die Magnetkraft durchdringen kann und welche sie abschirmen.

Klebe das eine Ende des Fadens auf dem Tisch fest und binde das andere Ende an die Büroklammer.
Halte den Magneten so über die Büroklammer, dass sie in der Luft schwebt, ohne den Magneten zu berühren.
Schiebe nun das Stück Pappe in die Lücke zwischen Magnet und Büroklammer.
Nimm die Pappe weg und schiebe stattdessen das Eisenblech in die Lücke.

Beobachtung: Wenn die Pappe dazwischen ist, schwebt die Büroklammer weiter. Sobald das Eisenblech dazwischengeschoben wird, fällt die Büroklammer sofort auf den Tisch.

Erklärung: Die Magnetkraft durchdringt die Pappe (einen nicht-magnetischen Stoff) mühelos. Das Eisenblech hingegen schirmt die Magnetkraft ab, sodass sie die Büroklammer nicht mehr erreicht.

Durchgerechnete Beispiele

Beispiel 1

Aufgabe

Du hast drei Gegenstände auf dem Tisch liegen: eine Münze aus Kupfer, einen Nagel aus Eisen und einen Baustein aus Plastik. Du legst ein dickes Blatt Papier über alle drei Gegenstände, sodass du sie nicht mehr siehst. Nun fährst du mit einem starken Magneten direkt über das Papier. Welcher Gegenstand wird an das Papier gezogen? Begründe deine Antwort Schritt für Schritt.

Fortschritt

3 / 3

Schritt 1
Die Stoffe untersuchen
Wir haben Kupfer, Eisen und Plastik. Wir wissen, dass nur Eisen, Cobalt und Nickel ferromagnetisch sind. Kupfer und Plastik werden von Magneten nicht angezogen.
Schritt 2
Die Wirkung durch das Papier prüfen
Das Papier liegt zwischen dem Magneten und den Gegenständen. Da Papier nicht magnetisch ist, kann die Magnetkraft es mühelos durchdringen, ohne blockiert zu werden.

Magnet über Papier mit Gegenständen
Schritt 3 · Ergebnis
Schlussfolgerung ziehen
Da die Kraft durch das Papier wirkt, zieht der Magnet den Gegenstand aus Eisen an. Die anderen Gegenstände bleiben liegen.

Ergebnis:

Nur der Nagel aus Eisen wird an das Papier gezogen, weil Eisen ferromagnetisch ist und die Magnetkraft das Papier durchdringt.

Quiz zu Prinzipien der magnetischen Anziehung: Teste dein Wissen

Löse eine kostenlose Quizfrage zu Prinzipien der magnetischen Anziehung und prüfe, ob du die wichtigsten Schritte verstanden hast.

Quizfrage 1 zu Prinzipien der magnetischen Anziehung

Welche drei Metalle werden von einem Magneten angezogen?

Quizfrage 2 zu Prinzipien der magnetischen Anziehung

Nur mit Account

Woher stammt der Begriff „ferromagnetisch“?

Übungsaufgabe zu Prinzipien der magnetischen Anziehung

Nur mit Account

Kostenlos freischalten

Wichtige Erkenntnisse

Nur Gegenstände aus Eisen, Cobalt und Nickel werden von Magneten angezogen. Man nennt sie ferromagnetisch.
Magnetische Kräfte wirken über eine Entfernung (Fernwirkung) und werden schwächer, je größer der Abstand ist.
Die Anziehung ist wechselseitig: Der Magnet und das Eisen ziehen sich gegenseitig gleich stark an.
Magnetkraft durchdringt Stoffe wie Papier, Plastik oder Luft. Sie wird jedoch von Eisen abgeschirmt.

Prinzipien der magnetischen Anziehung einfach erklärt