Vortragsthema
Prof. Hans-Joachim Wilke | ||
Überraschende Experimente mit Magneten aus keramischen Werkstoffen |
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Magnete aus keramischen Werkstoffen haben außergewöhnliche Eigenschaften: - sie sind mit schulischen Mitteln nicht magnetisier- bzw. entmagnetisierbar und verhalten sich dadurch wie ein Stoff der Permeabilitätszahl 1; - sie können in beliebigen Formen hergestellt und in den verschiedensten Richtungen magnetisiert werden; - meist werden sie so magnetisiert, dass flächenförmige Pole entstehen, in deren unmittelbarer Umgebung das Magnetfeld homogen ist; - sie besitzen hohe magnetische Flussdichten und teilweise große Abmessungen, die zu erheblichen Anziehungs- und Abstoßungskräften führen; - ihr spezifischer elektrischer Widerstand ist sehr groß, so dass in ihnen praktisch keine Wirbelströme auftreten. Diese Eigenschaften und ihre leichte Beschaffbarkeit machen Magnete aus keramischen Werkstoffen zu wertvollen experimentellen Hilfsmitteln. Nach einem Einblick in die besonderen Eigenschaften dieser Magnete werden sie genutzt um attraktive und verblüffende Experimente aus den Gebieten Mechanik, Thermodynamik und Elektrik zu demonstrieren. In der Mechanik stehen die verschiedenen Arten von Bewegungen im Vordergrund, die bis hin zu magnetisch gekoppelten Pendeln und Longitudinalwellen reichen. In der Thermodynamik werden Modellexperimente zur Anordnung Bewegung der Teilchen in allen Aggregatzuständen gezeigt. Besonders überzeugend sind die selbständige Durchmischung von Teilchen im flüssigen Aggregatzustand (Diffusion) sowie die selbständige Anordnung von Modellionen in Form eines Kristallgitters (Kristallisation). In der Elektrik werden zunächst die Vorgänge in Gleichstromkreisen sehr anschaulich modellmäßig nachgebildet. Dann folgen Experimente zum Magnetfeld, zu den Kräften auf stromdurchflossene Leiter sowie zur Induktion. Weitere einfache Anordnungen beziehen sich auf die Anwendungen Elektromotoren und Generatoren sowie auf Wirbelströme und deren praktische Nutzung. Material zum Vortrag (zip-Datei) |
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