Biology Reference
In-Depth Information
Magnetismus. Wichtige Unterschiede zwischen Elektrizität
und Magnetismus waren früh bekannt: Man kann positiven
und negativen Magnetismus nicht voneinander trennen. Es
gibt keine Quellen, sondern nur Doppelquellen des Magnet-
feldes. Magnetische Wechselwirkungen wurden auch an ma-
gnetisierten Materialien wie Eisen beobachtet. Das magneti-
sche Feld eines Eisenmagneten ist anschaulich durch die
Kraftlinien von Eisenspänen zwischen positivem und negati-
vem Pol realisiert, die zudem die Richtung der Kraft anzeigen.
Im nahezu homogenen magnetischen Feld der Erde kann die
Größe und die Richtung des magnetischen Feldvektors durch
das mechanische Drehmoment definiert werden, das sich an
einer frei schwingenden Magnetnadel mit bestimmtem ma-
gnetischem Moment zeigt.
Zwischen einem Magneten und seiner Ladung in Ruhe exi-
stieren keine Kräfte. 1819 hatte Oersted beobachtet, daß
Drähte mit elektrischem Strom Ablenkungen von Magnetna-
deln erzeugen. Ströme sind also nun Quellen magnetischer
Kraftfelder. 1820 formulierten Biot und Savart das Grundge-
setz der Kräfte zwischen zwei Stromdichten - in Analogie
zum Coulombschen Gesetz der Kräfte zwischen zwei Ladungs-
dichten (aber verschieden in ihrem vektoriellen Charakter).
Wie das Coulombsche Gesetz führt auch das Biot-Savartsche
Gesetz von einem Fernwirkungsgesetz der Materie auf Feldge-
setze, deren Gleichungen durch die Potentialtheorie berechnet
werden können. Die einzige Verbindung zwischen Elektro-
statik und Magnetostatik war bisher allerdings nur Oersteds
Entdeckung, daß magnetische Felder durch Ströme, d.h. be-
wegte Ladungen erzeugt werden können.
Es ist das geniale Verdienst von Michael Faraday (1791-
1867), die umgekehrte Frage gestellt und beantwortet zu ha-
ben: Kann elektrischer Strom durch Magnetfelder erzeugt
werden? Faraday beobachtete, daß in einem Gebiet, wo das
magnetische Feld sich mit der Zeit ändert, elektrische Felder
erzeugt werden (z.B. durch Bewegung eines geschlossenen
Drahtes im magnetischen Feld eines Stabmagneten).
8
Die ma-
thematischen Präzisierungen lieferte jedoch erst James Clarke
