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Selbst experimentieren wie Gilbert


    Nimmt man  zwei Magneten, wußte Gilbert, so ziehen sich deren Pole entweder an oder stoßen sich ab - je nach ihrer Polarität. Darüberhinaus wird jedoch gewöhnliches Eisen immer von einem Magneten angezogen -- sogar magnetisch weiches Eisen, das all seinen Magnetismus verliert, wenn man es wieder von dem Magneten entfernt.

    Gilbert vermutete richtig, daß in der Nähe eines Magneten solches Eisen selbst zu einem zeitweiligen Magneten wurde und von solcher Polarität, die für eine Anziehung geeignet war. Das heißt, das Ende eines Eisenstücks, das man dem S-Pol (dem Süden suchenden Pol) eines Magneten annähert, wird vorübergehend zu einem N-Pol. Da magnetische Pole immer paarweise auftreten, wird die andere Seite des Stücks ein S-Pol und kann wiederum noch mehr Eisen anziehen. 

    Man kann das prüfen, indem man z. B. einen Hufeisenmagneten in ein Gefäß mit Eisennadeln taucht. Wie wir erwarten, kleben viele Nadeln an den Polen, doch weitere Nadeln werden sich an diese anhängen. Wenn man aber die Nadeln vom Magneten abstreift, scheinen sie wieder unmagnetisch zu sein wie vorher.

    Gilbert bestätigte seine Hypothese des zeitweiligen  ("induzierten") Magnetismus durch ein originelles Experiment (siehe Zeichnung). Mit Bindfäden hängte er zwei parallele Eisenstückchen über den Pol einer Terrella und bemerkte, daß sie sich gegenseitig abstießen. Unter dem Einfluß der Terrella wurde jeder zu einem zeitweiligen Magneten - und zwar gleicher Polarität - und diese gleichnamigen  Pole stießen sich ab.

(Nebenbei: Eine Skizze dieses Experiments findet sich auf der ersten Umschlagseite von  "De Magnete"?) 

Man kann diese Experiment selbst nachvollziehen!

Man nehme:

  • einen ziemlich starken Stabmagneten. Hufeisenmagnete und runde Wandmagnete, deren Pole zu nahe beieinander liegen sind ungeeignet,
  • einen Ständer für den Magneten, der ihn senkrecht hält. Eine kleine Pappschachtel mit einem Loch von der Größe des Magneten darin (Zeichnung unten) sollte ausreichen.
  • etwa einen Meter Nähgarn und eine Schere zum Schneiden.
  • zwei gerade Stücken Weicheisen, 8-10 cm lang (keine der hier genannten Größen im Experiment muß exakt sein). Diese bilden die aufgehängten Stäbe. Man kann sie z.B. aus einem Drahtkleiderbügel anfertigen (gerade Stücke abschneiden). Das Experiment funktioniert nicht mit Nägeln oder Nadeln. Diese sind aus Stahl (Eisen mit geringen Mengen Kohlenstoff darin) und bleiben etwas magnetisch, nachdem sie den Stabmagneten berührt haben. Eisendraht von einer Rolle kann ausreichen, ist aber etwas dünn und leicht.
  • einen Halter (runden Nagel, ein Stück dickeren Draht oder einen Kugelschreiber)
  • Klebstreifen
So wird's gemacht:

  1. Quarzuhren bitte möglichst vorher abnehmen. Diese sollte man nicht zu nahe an Magneten heranbringen.

  2.  

     

    Den Magneten in der Pappschachtel (oder einem anderen Ständer) befestigen, so daß er senkrecht mit einem Pol nach oben steht.
     
     

  3. (a) ein Stück Weicheisendraht abschneiden und glätten ,

  4. (b) zwei kurze Stücken Faden (5 cm) abschneiden,
    (c) zwei Klebestreifen (ca. 8 mm breit und 2.5 cm lang) vorbereiten.

    Aus dem Faden und dem Klebestreifen an je einem Ende der beiden Drähte eine Öse formen (etwa 1 cm), an denen die Drähte später aufgehängt werden. Dazu erst ein Ende des Fadens auf dem Klebstreifen festdrücken (Zeichnung A) und dieses Ende an den Draht kleben, dann den Streifen um den Draht rollen und das andere Ende des Fadens an der gegenüberliegenden Seite des Drahtes befestigen (B). Zum Schluß überstehenden Faden mit der Schere abschneiden (C).

  1. Den Rest der Schnur durch eine der Ösen ziehen und verknoten. (Durch einen lockeren Knoten kann man später die Schnur wieder von den Ösen entfernen, ohne sie zu beschädigen.)

  2.  

     

    Dasselbe für die Öse am anderen Drahtstäbchen wiederholen. Die Länge des Fadens zwischen beiden sollte etwa 50 cm betragen. Den Rest abschneiden. 

    Jetzt sollte man zwei kurze Drahtstäbchen an zwei Enden des Fadens vor sich haben.
     

  3. Die Stäbchen parallel herabhängen lassen (nicht verfitzen!)  und die Mitte der Schnur zum Halten zweimal um den Nagel oder Kugelschreiber wickeln. Durch verdrehen des Halters sollten sich die beiden Stäbchen exakt auf gleiche Höhe ausrichten lassen.
Den Halter stillhalten, bis die hängenden Stäbe in wenigen Millimetern Abstand zur Ruhe kommen. Zum Magneten bewegen und ruhig über dem Pol hängen lassen (siehe Zeichnung). Behutsam Richtung Magnete absenken. Wenn alles gut geht, sollte man jetzt beobachten können , wie sich der Abstand der Stäbe um das zwei- bis dreifache vergrößert. Dies ist kein großer Effekt und, im Gegensatz zu Gilberts Illustration oben, bleiben die Stäbchen parallel und bilden keinen Winkel.

Wenn man die Stäbchen vom Magneten entfernt, bewegen sie sich wieder langsam aufeinander zu, und das Experiment kann wiederholt werden. 

Nächste Station:   Magnetismus von Gilbert bis 1820


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Autor und Kurator:   Dr. David P. Stern
     E-mail an Dr.Stern:   earthmag("at" symbol)phy6.org

Deutsche Bearbeitung: Sven Friedel, Universität Leipzig
Letzte Änderung 17. September 2001

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