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{{Dieser Artikel|behandelt Körper mit magnetischen Eigenschaften. Zu weiteren Bedeutungen siehe [[Magnet (Begriffsklärung)]].}}

[[Datei:VFPt cylindrical magnet thumb.svg|mini|Magnetfeldlinien um einen Stabmagneten (physikalisch berechnet)]]
[[Datei:Magnet0873.jpg|mini|Eisenspäne auf Papier, die sich entsprechend dem Feld eines darunter befindlichen Stabmagneten ausgerichtet haben]]
Ein '''Magnet''' (von {{grcS|μάγνης λίθος|mágnēs líthos|de=Stein aus [[Magnesia (Thessalien)|Magnesia]]}}, bzw. {{laS|lapis Magnēs}} über mittelhochdeutsch ''magnete'', „Magnet, Magneteisenstein“<ref>Jürgen Martin: ''Die ‚Ulmer Wundarznei‘. Einleitung – Text – Glossar zu einem Denkmal deutscher Fachprosa des 15. Jahrhunderts.'' Königshausen & Neumann, Würzburg 1991 (= ''Würzburger medizinhistorische Forschungen.'' Band 52), ISBN 3-88479-801-4 (zugleich Medizinische Dissertation Würzburg 1990), S. 149 (''magnete'', dort auch „magnetenstain“).</ref><ref>Vgl. auch [[Otto Beßler]]: ''Prinzipien der Drogenkunde im Mittelalter. Aussage und Inhalt des Circa instans und Mainzer Gart.'' Mathematisch-naturwissenschaftliche Habilitationsschrift, Halle an der Saale 1959, S. 195 („Lapis magnes – eyn magnet, hager, abnantes – Lapis magnetis – calmyenstein – Lapis magnetis“ = Magneteisenstein).</ref>) ist ein Körper, der ein [[Magnetfeld|magnetisches Feld]] in seiner Umgebung erzeugt. In diesem Feld werden bestimmte andere Körper '''magnetisch''' angezogen oder abgestoßen. Magnetische Anziehung oder Abstoßung ist ein grundlegendes Naturphänomen – der [[Magnetismus]].

== Grundlagen ==
{{Hauptartikel|Magnetismus}}

Die Richtung und Stärke magnetischer Kräfte kann man durch [[Feldlinie]]n anschaulich darstellen. Ein Magnet besitzt ein Magnetfeld, das durch seine Oberfläche hindurch auch in sein Inneres reicht. Die Oberflächenbereiche, die vom überwiegenden Teil des Magnetfeldes durchsetzt werden, heißen die „Pole“ des Magneten; nach gängiger Konvention treten die Feldlinien am „Südpol“ (meist grün dargestellt) in den Magneten ein und am „Nordpol“ (meist rot dargestellt) aus. Die [[Magnetismus#Magnetfelder und Feldlinien|Magnetfeldrichtung]] ist durch die Kraftwirkung auf einen [[Probemagnet]]en definiert.

''Magnetische Monopole'', also einzelne Nord- oder Südpole ohne ihren Widerpart, sind spekulativer Natur und konnten bisher nicht experimentell nachgewiesen werden. Zwar haben Experimente<ref>D. J. P. Morris et al.: [http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1178868 ''Dirac Strings and Magnetic Monopoles in Spin Ice''] (englisch)</ref><ref>Spiegel Online: [http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,646841,00.html ''Forscher entdecken lang gesuchte Magnetismus-Exoten''], 4. September 2009.</ref> monopolähnliche Strukturen in bestimmten Festkörpern nachgewiesen; auch diese treten aber stets paarweise auf und können zwar als Quellen der [[Magnetisierung]], aber nicht des Magnetfelds selbst angesehen werden (siehe [[Magnetischer Monopol]]).

Auch viele [[Gestein]]e haben magnetische Eigenschaften. Das [[Erdmagnetfeld]], nach dem sich [[Kompass]]nadeln ausrichten, entsteht nur zu einem geringen Teil durch solche magnetisierten Gesteine in der [[Erdkruste]] und zum großen Teil durch tiefer liegende Strömungen von ''elektrisch'' leitender Materie, also durch konkrete, makroskopische Ströme.

Man unterscheidet folgende Arten des Magnetismus:
* [[Diamagnetismus]]
* [[Paramagnetismus]]
* [[Ferromagnetismus]]
* [[Antiferromagnetismus]]
* [[Ferrimagnetismus]]

== Geschichte ==
[[Datei:Magnetstein.jpg|mini|Magnetmineral in russischer Messingfassung. 18. Jahrhundert. [[Focke-Museum]], Bremen]]

Bevor der Zusammenhang von Magnetismus und Elektrizität bekannt wurde, waren magnetische Phänomene und Nutzungen nur unter Zuhilfenahme natürlicher [[Magnetit|Magneteisensteine]] zu beobachten und zu verwenden. Die praktische Anwendung galt vor allem dem [[Kompass]]. Dessen Prinzip war schon im vorchristlichen China und in der griechischen Antike bekannt. Nach dem römischen Dichter [[Lukrez]] (''[[De rerum natura]]'') wurden die Magneteisensteine nach der Landschaft [[Magnisia|Magnesia]] in Griechenland benannt, wo diese Steine schon sehr früh gefunden wurden.<ref>Lukrez: Über die Natur der Dinge; Buch 6: [http://www.zeno.org/nid/20009211314 Magnetismus]</ref> Eine weitere Anwendung war die Entfernung von in den Körper eingedrungenen Eisenspitzen aus einer Wunde. Solche „Magnetoperationen“ sind bereits in der altindischen Medizin nachweisbar und wurden später auch von [[Wilhelm Fabry]] beschrieben.<ref>Carl Hans Sasse: ''Geschichte der Augenheilkunde in kurzer Zusammenfassung mit mehreren Abbildung und einer Geschichtstabelle'' (= ''Bücherei des Augenarztes.'' Heft 18). Ferdinand Enke, Stuttgart 1947, S. 13 und 56.</ref>

Bei [[Augustinus]] wird das Bild vom Magneten (lateinisch ''lapis magnetis''<ref>Vgl. etwa Wouter S. van den Berg (Hrsg.): ''Eene Middelnederlandsche vertaling van het Antidotarium Nicolaï (Ms. 15624–15641, Kon. Bibl. te Brussel) met den latijnschen tekst der eerste gedrukte uitgave van het Antidotarium Nicolaï.'' Hrsg. von Sophie J. van den Berg, [[Brill (Verlag)|N. V. Boekhandel en Drukkerij E. J. Brill]], Leiden 1917, S. 233.</ref>) noch allegorisch verwendet.<ref>Augustinus, ''De civitate Dei,'' XXI, Kap. 4 (Wirksamkeit der Magnetkraft durch ein Silberblech hindurch)</ref> Der mittelalterliche englische Theologe und Naturforscher [[Alexander Neckam]] veröffentlichte gegen 1200 die frühesten europäischen Aufzeichnungen über die Magnetisierung von Kompassnadeln, und [[Petrus Peregrinus de Maricourt]] beschrieb 1269 erstmals die Polarität von Magneten. Grundlegendes zum Magnetismus, z. B. die Kenntnis von der Magneteigenschaft der Erdkugel, trug [[William Gilbert]] bei, indem er systematisch und experimentierend vorging,<ref>William Gilbert, ''De magnete,'' London 1600</ref> nach seinem Vorschlag konzentrierte man mithilfe kleiner Eisenkappen an den Polen der Magnetsteine die Kraftlinien. Servington Savery magnetisierte 1730, wie zuvor schon William Gilbert, Eisenstäbe durch Bestreichen mit natürlichen Magneten.<ref>[[Paul Diepgen]], [[Heinz Goerke]]: ''[[Ludwig Aschoff|Aschoff]]/Diepgen/Goerke: Kurze Übersichtstabelle zur Geschichte der Medizin.'' 7., neubearbeitete Auflage. Springer, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1960, S. 26.</ref> Die ungebrochene Faszination des auch im 18. Jahrhundert in seinen Ursachen noch unklaren Magnetismus spiegelt der lange Artikel ''Magnet'' in der ''[[Oeconomische Encyclopädie|Oekonomischen Encyclopädie]]'' von [[Johann Georg Krünitz]].<ref>Johann Georg Krünitz: ''Oeconomische Encyclopädie'', Band 82, S. 383–431: [http://www.kruenitz1.uni-trier.de/xxx/m/km00361.htm Magnetischer Kies]</ref>
1820 entdeckte [[Hans Christian Ørsted]] Zusammenhänge zwischen elektrischem Strom und Magnetismus. Erst dies war die Voraussetzung für die Entwicklung der [[Elektrotechnik]].

== Dauermagnet ==
{{Hauptartikel|Dauermagnet}}
[[Datei:Magnetic separator hg.jpg|miniatur|Handmagnet zum Abtrennen magnetischer Schwerminerale]]

Dauermagneten (auch Permanentmagneten genannt) behalten nach einer Magnetisierung diese über lange Zeit bei. Zur Herstellung dienen heute metallische [[Legierung]]en aus [[Eisen]], [[Nickel]] und [[Aluminium]] mit Zusätzen aus [[Cobalt]], [[Mangan]] und [[Kupfer]] oder auch keramische Werkstoffe (Barium- bzw. [[Strontiumferrit|Strontiumhexaferrit]]). Besonders starke Magneten werden im [[Sintern|Sinterverfahren]] aus [[Lanthanoide|seltenen Erden]] hergestellt, wie zum Beispiel [[SmCo|Samarium-Cobalt]] oder [[Neodym-Eisen-Bor]]. Verwendung finden Dauermagneten in [[Kompass]]en als Magnetnadel, in [[Elektromotor]]en, in [[Messgerät#Messung elektromagnetischer Größen|elektrischen Messinstrumenten]] (zum Beispiel [[Drehspulmesswerk|Drehspulinstrumenten]]), in [[Lautsprecher]]n, [[Kopfhörer]]n, [[Mikrofon]]en und [[Gitarrentonabnehmer]]n sowie in vielen anderen modernen Geräten wie Druckköpfen von [[Nadeldrucker]]n, [[Festplatte]]nlaufwerken, [[Aktor]]en und [[Sensor]]en und Metall-Abscheidern. Die einfachste Anwendung als Haltemagnet auf Eisen hält Möbeltüren, Handtaschen, den Deckel einer extravaganten Kartonverpackung geschlossen, Dekoration oder Infotafeln an Blechstreben einer abgehängten Zwischendecke, Notizen auf einer „Magnettafel“ (eigentlich mittels Magnetknopf auf Blech), ein mit Stahlblech versehenes Smartphone auf einer Magnethalterung, eine Warn- oder Arbeitsleuchte auf Autoblech, Pseudopiercings etwa an der Wange.

Mit Hilfe eines von einem anderen magnetischen Körper oder durch [[Elektrischer Strom|elektrischen Strom]] erzeugten [[Magnetfeld]]es können [[Ferromagnetismus|ferromagnetische]] Stoffe vorübergehend (sogenannter [[Elektromagnetische Induktion|induzierter]] [[Magnetismus]]) oder dauerhaft durch Ausrichtung der [[Weiss-Bezirk]]e selbst zu Magneten werden.

Auf diese Weise werden übliche Dauermagneten hergestellt.

== Elektromagnet ==
{{Hauptartikel|Elektromagnet}}

Elektromagneten bestehen im Allgemeinen aus einer oder zwei stromdurchflossenen [[Spule (Elektrotechnik)|Spulen]], meistens mit einem Kern aus einem [[Weichmagnetische Werkstoffe|weichmagnetischen Werkstoff]], im einfachsten Fall aus [[Eisen|Weicheisen]]. Diese Anordnung führt zu einem starken [[Magnetfeld]], siehe hierzu [[Elektromagnetismus]]. Man verwendet Elektromagneten für zahlreiche kleine und große technische Einrichtungen, z. B. fremderregte [[Elektromotor]]en und [[Elektrischer Generator|Generatoren]], [[Relais]], [[Schütz (Schalter)|Schütze]], Zug-, Hub- und Stoßmagneten, elektrischer Türöffner.

Wechselstrom-Elektromagneten finden sich in Membranpumpen (z. B. zur Aquarium-Belüftung) und [[Schwingförderer]]n.

Als Sonderfall weisen [[Ablenkspule]]n beispielsweise in einer [[Kathodenstrahlröhre]] keinen Kern auf und wirken so, als [[Luftspule]], ebenfalls als Elektromagnet.

Mit Elektro-Magnetfiltern können ferromagnetische Feststoffe aus Flüssigkeiten abgetrennt werden. Diese Feststoffe bestehen überwiegend aus [[Eisen#Oxide|Eisenoxiden]]. Diese werden beispielsweise aus den Umlaufkondensaten von Kraftwerken und den Umlaufwässern von Fernheiznetzen abfiltriert.

=== Magnetische Flussdichte ===
Ab einer [[Magnetische Flussdichte|magnetischen Flussdichte]] von etwa 2 T (Sättigungsfeldstärke) sind die üblichen [[Ferromagnetismus|ferromagnetischen]] Werkstoffe für den Kern eines Elektromagneten in der Sättigung und können nicht mehr zur Verstärkung des Feldes beitragen. Ohne die Unterstützung durch den Kern können z. B. wie in einer Luftspule auch bedeutend größere Flussdichten erreicht werden, allerdings mit viel höherem Energieaufwand.

=== Supraleitung ===
Bei Verwendung von [[Supraleiter|supraleitenden]] [[Werkstoff]]en zur Wicklung eines Elektromagneten ist es möglich, magnetische Flussdichten bis ca. 20 [[Tesla (Einheit)|Tesla]] im Dauerbetrieb zu erreichen. Da die Sprungtemperatur der Supraleitung bei solchen Magnetfeldern und Stromdichten stark absinkt, müssen die Spulen dazu in mit flüssigem [[Helium]] gefüllten [[Kryostat]]en durch [[Siedekühlung]] bei Unterdruck auf deutlich unter 4 K gekühlt werden.

Solche Magneten sind z. B. für [[Kernspinresonanzspektroskopie]] (NMR), [[Magnetresonanztomographie|Kernspintomografen]] oder kontinuierlich arbeitende [[Kernfusionsreaktor]]en erforderlich. Im Jahr 2009 besaß der stärkste kommerziell erhältliche NMR-Magnet eine Flussdichte von 23,5 T ([[Bruker]]).

== Anwendungen ==
=== Ablenkmagnet ===
[[Datei:Poikkeutuskela.JPG|miniatur|Ablenkspule einer Kathodenstrahlröhre]]
[[Datei:Aust.-Synchrotron,-Storage-Ring-Magnets,-14.06.2007.jpg|miniatur|Ablenkmagnet in einem [[Synchrotron]]-Teilchenbeschleuniger]]

Ein Ablenkmagnet ist ein Magnet (fast immer Elektromagnet), der in einem technischen Gerät eingesetzt wird, um einen Strahl aus geladenen Teilchen (z. B. [[Elektron]]en) in eine andere Richtung abzulenken. In diesem Fall wird auch eine kernlose Spule als Magnet bezeichnet.

Ablenkmagneten nutzen die [[Lorentzkraft]], die bewegte [[elektrische Ladung]]en in einem [[magnetisches Feld|magnetischen Feld]] zu einer Richtungsänderung zwingt. Ist das Feld [[Homogenität|homogen]], durchfliegen die Teilchen dabei einen Kreisbogen quer zur [[Magnetismus#Magnetfelder und Feldlinien|Magnetfeldrichtung]]. Das Magnetfeld kann [[Dauermagnet|permanent]] oder [[magnetische Induktion|induktiv]] erzeugt werden. Letztere Variante erlaubt schnelle Änderungen der [[Magnetische Feldstärke|Feldstärke]].

Die Richtungsänderung dient meist der Fokussierung oder Lenkung eines Strahls. Zur Ablenkung von Elektronen sind Ablenkmagneten Bestandteile von:
* [[Kathodenstrahlröhre]]n ([[Oszilloskop]]e, Röhren-[[Bildschirm|Monitore]])
* [[Elektronenmikroskop]]en (magnetische Linsen im [[Transmissionselektronenmikroskop|TEM]], [[Rasterelektronenmikroskop|REM]])
* [[Elektronenstrahlschweißen|Elektronenstrahl-Schweißanlagen]]

Auch in [[Teilchenbeschleuniger]]n und ihren [[Strahlführung]]en werden geladene Teilchen mit [[Dipolmagnet]]en auf bestimmte Bahnen gelenkt.

Umgekehrt erlaubt der Winkel der Richtungsänderung bei bekannter Ladung Rückschlüsse auf die Masse der abgelenkten Teilchen. Dies ist die Grundlage der [[Massenspektrometrie]].

=== Wirkung auf magnetische Datenträger ===
Kommt ein magnetisch aufzeichnender [[Datenträger]] ([[Festplatte]], Magnetstreifen einer [[Kreditkarte]], [[Tonband]]spulen o. ä.), in die Nähe eines stärkeren Magneten, kann das einwirkende Magnetfeld zu Datenverlusten durch ''Überschreiben'' der magnetischen Informationen des Datenträgers führen. Ein bekanntes Beispiel dafür sind die Magnethalterungen von Klapptischen in [[Interregio (Deutschland)|Interregio]]-Zügen der Deutschen Bahn AG, die nicht an der Arretierposition (Lehne), sondern im Tisch angebracht, also in der Tischauflagefläche eingearbeitet waren. Die Festplatten aufliegender Laptops wurden durch diese Magnethalterungen nicht nur gelöscht, sondern beschädigt, die Datenverluste konnten nicht rückgängig gemacht werden.<ref>[https://www.heise.de/ct/artikel/Loeschzug-286254.html ''Löschzug''], c’t 8/1998</ref><ref>Stiftung Warentest: [http://www.test.de/EC-Karte-Festplatten-Blackout-bei-Magnetverschluss-19060-0/ ''Blackout bei Magnetverschluß''], test.de, 11/2000 (abgerufen am 4. Februar 2013)</ref> Oft kommt es auch an Ladenkassen zur Zerstörung von EC-/Kreditkarten, weil dort manche Waren-Diebstahlsicherungen mittels eines starken Magneten entfernt werden.

== Siehe auch ==
* [[Schaltbarer Magnet]]

== Literatur ==
* Klaus D. Linsmeier, Achim Greis: ''Elektromagnetische Aktoren. Physikalische Grundlagen, Bauarten, Anwendungen.'' In: ''Die Bibliothek der Technik, Band 197.'' Verlag Moderne Industrie, ISBN 3-478-93224-6.
* Hans Fischer: ''Werkstoffe in der Elektrotechnik.'' 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München/Wien 1982, ISBN 3-446-13553-7.
* [[Horst Stöcker]]: ''Taschenbuch der Physik.'' 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4.
* ''Das große Buch der Technik.'' Verlag für Wissen und Bildung, Verlagsgruppe Bertelsmann GmbH, Gütersloh 1972.
* Günter Springer: ''Fachkunde Elektrotechnik.'' 18. Auflage, Verlag – Europa – Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
* Horst Kuchling: ''Taschenbuch der Physik.'' 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 1982.
* Johannes Crüger: ''Schule der Physik: als Anleitung zur Anstellung einfacher Versuche'' (Buch von 1870) [http://books.google.de/books?id=J7gAAAAAMAAJ&pg=PA192&dq=anziehungskraft+magnet&sa=X&ei=x6cyVMGnEaLaywPg5YHYCQ&ved=0CDMQ6AEwAA#v=onepage&q=anziehungskraft%20magnet Google Books online].

== Weblinks ==
{{Commonscat|Magnets|Magneten}}
{{Wiktionary}}
* [https://www.elektronikinfo.de/magnete/magnet.htm Grundlagen des Magnetismus, Permanentmagneten, Permanentmagnetmaterialien, Elektromagnetismus]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4131576-5}}

[[Kategorie:Magnetismus]]

Magnet - Versionsgeschichte

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