Basiswissen

Magnetismus ist Gesamtheit aller Phänome um bestimmte Kräfte zwischen Magneten, magnetisierten Körpern sowie (bewegten) elektrischen Ladungen^[3]. Magnetismus im engeren Sinn lässt die Wirkung ruhender elektrischer Ladungen außen vor, ignoriert sie also. Möchte man beide Phänomene zusammenfassen, spricht man heute von Elektromagnetismus ↗

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Man sieht das Eisenspahnmuster von Magnetfeldlinien. © Sabine Heim ☛

Fußnoten

[1] Noch ohne jede Verbindung zur Elektrizität wird der Magnetismus im Jahr 1809 beschrieben: "Der Magnetismus, oder der Inbegriff der magnetischen Erscheinungen, wird in den mineralischen und animalischen oder thierischen eingetheilt. Der mineralische bezieht sich auf die Wirkungen, welche der Magnet auf das Eisen hervorbringt (s. den vorigen Artikel); durch den thierischen Magnetismus hingegen wird 1) die Einwirkung des Magnets in den menschlichen Körper verstanden…" In: Brockhaus Conversations-Lexikon Bd. 3. Amsterdam 1809, S. 18-22. Online: http://www.zeno.org/nid/20000758973

[2] Richard Feynman (1918 bis 1918) sieht Magnetismus vor allem als Effekt der Einsteinschen Relativitätstheorie. Nachdem er festgestellt hat, dass das Magnetfeld um eine elektrische Ladung verschwinden, wenn man sich gleich schnell mit der Ladung in derselben Richtung mitbewegt. Er folgert dann: "Wir stellen also fest, dass der Magnetismus in Wirklichkeit ein relativistischer Effekt ist. In dem soeben betrachteten Fall, wo zwei Ladungen sich parallel zueinander bewegen, müssen wir mit relativistischen Korrekturen an der Bewegung in der Größenordnung von v²/c² rechnen. Diese Korrekturen müssen der magnetischen Kraft entsprechen." Doch obwohl zum Beispiel die durchschnittliche Geschwindigkeit von Elektronen in einem Draht bei einem elektrischen Strom nur 0,01 Zentimeter pro Sekunde beträgt, entsteht daraus das Phänomen des Magnetismus. In: Richard Feynman: Feymnan-Vorlesungen über Physik. Band 2. Elektromagnetismus und Struktur der Materie. Oldenbourg Verlag. 2007. ISBN:978-3-486-58107-2. Dort die Seite 15. Siehe auch Feynman Lectures ↗

[3] "Das Magnetfeld eines Stromes und die Lorentzkraft auf eine bewegte Probeladung q im Magnetfeld lassen sich mithilfe der Relativitätstheorie allein aus dem Coulomb-Gesetz und den Lorentztransformationen herleiten. Das Magnetfeld ist also keine prinzipiell vom elektrischen Feld unabhängige Eigenschaft geladener Materie, sondern ist im Sinne der Relativitätstheorie eigentlich eine Änderung des elektrischen Feldes bewegter Ladungen infolge der Lorentz-Kontraktion. Man spricht daher vom elektromagnetischen Feld einer bewegten Ladung." In: Wolfgang Demtröder Experimentalphysik 2 Elektrizität und Optik, 5. Auflage, 2009. ISBN: 978- 3-540-79294-9. Dort die Seite 108.

[4] Benjamin Kaufmann: Magnetismus als relativistisches Phänomen. Bachelorarbeit. 13. März 2011. Betreut von Ulrich Hohenester, Ao. Univ.-Prof. Mag. Dr. rer. nat. Karl-Franzens-Universität Graz. Die Arbeit enthählt eine ausführliche und gut nachvollziehbare Herleitung des Magnetismus aus grundlegenden physikalischen Prinzipien für den Fall gleichförmig bewegter Ladungen. Der (wesentlich kompliziertere) Fall beschleunigter Ladungen wird kurz erwähnt, aber nicht weiter behandelt. Online: https://static.uni-graz.at/fileadmin/_Persoenliche_Webseite/hohenester_ulrich/diploma/kaufmann11.pdf