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Ziel des Versuchs
Es wird das Verhalten von Dia- Para- und Ferromagnetischen Stoffen im Magnetfeld demonstriert:
\(\vec{B} = \mu _{0}\cdot \left( \vec{H}+\vec{M} \right) = \mu _{0} \cdot \left( 1+\chi _{m} \right) \vec{H} = \mu _{0} \mu _{r} \vec{H}\)
\( \chi _{m} \approx -10^{-5} < 0 \rightarrow Diamagnetismus \)
\( \chi _{m} \approx +10^{-4} > 0 \rightarrow Paramagnetismus \)
\( \chi _{m} \approx +10^{4} \gg 1 \rightarrow Ferromagnetismus \)
Versuchsdurchführung
Es wird folgender Versuchsaufbau verwendet, um das Verhalten von Materie im Magnetfeld zu demonstrieren:
a) Spule Stromlos
Die Spule wird stromlos verwendet, sodass die Inklinationsnadel sich am kleinen Permanentmagneten ausrichtet
b) Geringer Strom
Die Spule wird mit einem kleinen Strom verwendet, sodass die Inklinationsnadel geringfügig aus der Vertikalen ausgelenkt wird
c) Hoher Strom
Der Spulenstrom wird nun erhöht, sodass die Inklinationsnadel fast horizontal gemäß dem Magnetfeld der Spule ausgerichtet wird
d) Strom umpolen
Der Strom wird nun umgepolt, sodass sich die Inklinationsnadel entgegengesetzt entlang dem Magnetfeld der Spule ausrichtet
e) Abstandsabhängigkeit zeigen
Der Abstand zwischen Inklinationsnadel und Spule wird nun geändert, sodass die Abnahme des Magnetfeldes als Funktion des Abstands qualitativ demonstriert werden kann
f) Einführen von Materie
Der Strom der Spule wird nun wieder so eingestellt, dass die Auslenkung der Inklinationsnadel klein ist. Nun werden Stäbe aus verschiedenen Materialien in die Luftspule eingeführt (Messing, Holz, Plexiglas):
→ kleine Auslenkung der Inklinationsnadel
g) Einführen von Eisenstab
Nun wird ein Eisenstab in die Luftspule eingeführt
→ große Auslenkung der Inklinationsnadel