THEMA: Was ist denn jetzt eigentlich Magnetismus?

Hallo allerseits,

ich habe gestern mal wieder ein Video von Herr Lesch auf YouTube zu dem Thema "Wie Magnetfelder entstehen" gesehen ()

Nun wissen wir, dass Magnetfelder nur auftreten, wenn bewegte Ladungen vorhanden sind. Wir wissen auch, dass sich Plus und Minuspole anziehen und gleichnamige Pole abstoßen. Weiterhin haben wir eine Beschreibung für den Verlauf der Kraft mit Hilfe von Feldlinien.

Das erscheinen mir jedoch nur Symptone eine tiefergehenden Eigentschaft der Materie zu sein. Mir erschließt sich leider nicht, wie genau denn nun Magnetismus "statt findet". Bei weiterer Recherche bin ich leider immer nur auf die Beschreibung der Effekte gekommen, leider nicht auf die Beschreibung der zu Grunde liegenden Ursachen. Okey, bei einem Stromfeld kann ich mir recht gut "vorstellen", dass sich die Elektronen von A nach B bewegen. Aber "was" sorgt denn für die berühmte Ausrichtung der Grieskörner entlang der magnetischen Feldlinien? Inwiefern wirkt hier eine Kraft und wenn ja auf was?

Ich bin letzten Endes bei den Elementarteilchen als Austauschteilchen für die Kräfte gelandet und bei den Photon als Austauschteilchen für den Magnetismus. Jedoch kann ich mir leider nicht vorstellen was hier nun genau passiert. Bei Wikipedia werden letztendlich Feynman-Diagramme heran gezogen, um die Bewegung von Elektronen zu beschreiben. Lässt sich das auch auf Magnetismus anwenden?

Gibt es ein physikalisches Modell, das die Interaktion der Materie zur Erzeugung der Kraft "Magnetismus" beschreibt?

Vielen Dank für eure Antworten

ein Böser -ismus ist das.
Hallo und Willkommen, also Magnetismus ist ein Feld und ein Phänomen welches sich im Spin nieder legt, und aufgrund bewegten Ladungen entsteht, diese können sehr, sehr, klein sein. Hab ich das alles richtig verstanden kann auch Wasserstoff Magnetisch sein.
urknall-weltall-leben.de/urknall-weltall...ne-staendige-energie
Da haben wir uns bereits Kopf gewaschen, mit Magnetismus.

Hallo,

ich glaube zu verstehen, wo hier der Schuh drückt. Was ist Ladung, was ist ein Magnetfeld? Wir wissen, dass eine bewegte Ladung ein Magnetfeld erzeugt. Aber wir wissen nicht, was Ladung eigentlich ist und deshalb wissen wir auch nicht wirklich, was ein Magnetfeld eigentlich ist.
Meine Vorstellung dazu will ich euch aber nicht verbergen.
Dazu müssen wir aber eine Vorstellung davon entwickeln, was passiert, wenn sich zwei Gammaphotonen nahe kommen und daraus ein Elektron und ein Positron entsteht.
Die Gammaphotonen sind elektromagnetische Schwingungen , die einen magnetischen und einen elektrischen Feldanteil haben. Sie sind mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Jetzt kommen Sie sich ins Gehege, sprich, sie spüren einander über ihre Feldstärken. Was passiert? Sie fallen aus der Lichtgeschwindigkeit heraus, wechselwirken also mit den Regeln des Higgsfeldes und materialisieren sich zu Elektron und Positron.
Jetzt haben wir Ladungen, und wenn die sich bewegen, dann auch Magnetfelder.
Der Übergang von einer elektromagnetischen Schwingung zu einem Teilchen verändert die Ausprägung der Eigenschaften. Vorher schwingt die Energie zwischen den zwei Eigenschaften hin und her und ist mit c unterwegs und nachher fallen wir aus c heraus und haben einen Spin, ein elektrisches Feld (Ladung unbewegt) und auch ein Magnetfeld (Ladung bewegt) und die verdichtete Energie erscheint uns als Masse.
Das ist in etwa so, als ob sich eine Komponente der elektromagnetischen Schwingung einrollt und damit sich die magnetische Komponente materialisiert und die elektrische nach außen weiter wirkt (statischer Fall = Ruhendes Elektron/Positron). Da sich aber die Symmetrie ihr Recht sucht, entstehen immer nur Elektron und Positron . Bewegen sich die beiden Teilchen nach der WW weiter, haben sie natürlich auch ein Magnetfeld.
Es ist auch schwer verständlich, dass das Proton und das Elektron die gleiche Ladungsgrösse haben, nur mit gegensätzlichem Vorzeichen.
Die Physik erklärt nur das wie, nicht das warum.
Das war jetzt ein Bild der Vorgänge, wie ich sie mir vorstelle. Ob es sich tatsächlich so verhält in der Natur, weiß ich auch nicht und ob über diese Vorstellung bereits bessere Vorstellungen existieren, ist mir im Augenblick auch nicht bekannt .
Da lehnt sich ja keiner aus dem Fenster.
Grüße
Thomas

grüße dich Thomas, mache ich ein Fehler wenn ich Ladung als ein Potential ansehe? zwischen neutral und geladen.

Thomas schrieb: Die Gammaphotonen sind elektromagnetische Schwingungen , die einen magnetischen und einen elektrischen Feldanteil haben. Sie sind mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs.

Jetzt kann ich mal ganz naiv fragen: Was schwingt denn da? Sag aber bitte nicht "Feld" Mit dem elektrischen Feldanteil habe ich so meine Probleme weil dies (anders als der magnetische) eine Quelle braucht. Wo bzw. was ist die Quelle dieses Anteils? Oder anders gefragt: Was sind die Träger der elektrischen Ladung die den elektrischen Feldanteil erzeugen?

Grüße
Merilix

Ja genau da sind die doch in dieser Lage- / Potential- / Spannung Differenz der Ladung. Es hat ein unterschied der selben Eigenschaft also merkt es was von einander, oder Liege ich da falsch?

Wie entsteht denn eine elektromagnetische Welle? Stellen wir uns eine Stabantenne vor.
Hier sollen Elektronen hin und her schwingen.
Jetzt gilt die Regel: eine ruhende Ladung erzeugt ein elektrisches Feld und eine bewegte Ladung ein magnetisches.
Schwingen jetzt die Elektronen hin und her, dann bewegen sie sich von Umkehrpunkt zu Umkehrpunkt. Am Umkehrpunkt sind sie kurz in Ruhe ( elektrisches Feld) dann bewegen sie sich wieder (magnetisches Feld) und so fort. Die Felder entfernen sich mit c von der Stabantenne.
Die Schwingfrequenz ist direkt proportional zur Energie der Welle, die natürlich ständig in die Antenne nachgeliefert werden muss.
So steht es in den Lehrbüchern.
Grüße
Thomas

Genau das will ich auch wissen

phisad schrieb: Aber "was" sorgt denn für die berühmte Ausrichtung der Grieskörner entlang der magnetischen Feldlinien? Inwiefern wirkt hier eine Kraft und wenn ja auf was?

Du verwechselst magnetisches mit elektrischem Feld. Die Grießkörner reagieren auf das elektrische Feld, beim Magnetismus sind es die Eisenfeilspäne.

Die "Felder" sind zuerst einmal eine Veranschaulichung der Fernwirkung. Nachdem die Felder sehr erfolgreich waren, die Physik verständlich zu machen, werden Felder längst auch als physikalisches Etwas angesehen. Alternativ werden auch virtuelle Austauschteilchen angenommen.

Elektrische Wirkungen bei neutralen ungeladenen Objekten entstehen durch eine Verschiebung der atomaren Ladungen durch das Feld eines geladenen Objektes. Magnetische Wirkungen benötigen hingegen atomare Elementarmegnete oder induzierte Kreisströme, die magnetisch wirken.

ra-raisch schrieb: Elektrische Wirkungen bei neutralen ungeladenen Objekten entstehen durch eine Verschiebung der atomaren Ladungen durch das Feld eines geladenen Objektes. Magnetische Wirkungen benötigen hingegen atomare Elementarmegnete oder induzierte Kreisströme, die magnetisch wirken.

Ja schon recht, aber woher nimmt ein Permanentmagnet die Energie, um diese "induzierten Kreisströme" dauernd aufrecht zu erhalten?

Was treibt diese Ströme an? Wir haben ja gelernt, dass es keine Wirkung ohne Ursache gibt und auch, dass man nichts geschenkt bekommt, energiemäßig betrachtet, ohne Zweifel gibt es doch starke, sogar sehr starke Dauermagnete, die völlig ohne erkennbaren Energiezufluss sehr, sehr lange haften, also der Gravitation erfolgreich entgegenwirken.

Dazu muss doch unbestritten Energie aufgewendet werden - woher kommt die?

Grüße
Udo

udogigahertz schrieb: ... ohne Zweifel gibt es doch starke, sogar sehr starke Dauermagnete, die völlig ohne erkennbaren Energiezufluss sehr, sehr lange haften, also der Gravitation erfolgreich entgegenwirken.

Stimmt. Das Eigenartige ist, dass man beim Magnetismus instinktiv nach einem permanenten Energiezufluss sucht, bei der Gravitation hingegen nicht. Da könnte man doch genauso fragen: woher kommt die Energie.

stm schrieb:

udogigahertz schrieb: ... ohne Zweifel gibt es doch starke, sogar sehr starke Dauermagnete, die völlig ohne erkennbaren Energiezufluss sehr, sehr lange haften, also der Gravitation erfolgreich entgegenwirken.

Stimmt. Das Eigenartige ist, dass man beim Magnetismus instinktiv nach einem permanenten Energiezufluss sucht, bei der Gravitation hingegen nicht. Da könnte man doch genauso fragen: woher kommt die Energie.

Genau, Du nimmst mir das Wort aus dem Munde.
Der scheinbare Unterschied liegt darin, dass der Magnetismus durch bewegte Ladungen verursacht wird, und Bewegung durch Reibung (Interaktion) geschwächt wird, also durch Energiezufluss aufrecht erhalten werden muss. Wie beim Elektron, das um den Atomkern kreist, scheint dieser Energiezufluss atomar also nicht erforderlich zu sein, oder die Elementarteilchen können diese Energie gegenseitig verwerten. Ich vermute, es könnte sich hier um dieselbe Frage handeln, wieso Elektronen in den Orbits keine Photonen (Bremsstrahlung) erzeugen und wegen des Energieverlustes in den Kern stürzen.

((In meinem letzten Beitrag im inzwischen geschlossenen Thread hatte ich Bremsstrahlung und magnetisches Feld kurzfristig verwechselt.))

Bei den Dauermagneten ist es aber tatsächlich so, dass die Energie für die Ordnung der Elementarmagnete der Energie entsprechen dürfte, die man durch Ausnutzung des Magnetismus gewinnen kann. Der Preis der Dauermagnete ist aber deutlich niedriger als der Preis, den man üblich für elektrischen Strom bezahlen muss ...

ra-raisch schrieb: Bei den Dauermagneten ist es aber tatsächlich so, dass die Energie für die Ordnung der Elementarmagnete der Energie entsprechen dürfte, die man durch Ausnutzung des Magnetismus gewinnen kann.

Diesen Satz verstehe ich nicht, wie oder was ist damit gemeint?

Ordnung der "Elementarmagnete"? Was ist ein "Elementarmagnet"?

Und welche Energie kann man durch Ausnutzung des Magnetismus gewinnen? Geht das jetzt in Richtung Perpetuum mobile? "Freie Energie"?

Energie kann nicht einfach so durch Ausnutzung irgendeines Effektes "gewonnen" werden, sie muss immer irgendwo herkommen, eine Ursache haben.


Was ist jetzt also die Ursache für die Haftkraft von Dauermagneten? Wo kommt da die Energie her?


Grüße
Udo

udogigahertz schrieb:

ra-raisch schrieb: Bei den Dauermagneten ist es aber tatsächlich so, dass die Energie für die Ordnung der Elementarmagnete der Energie entsprechen dürfte, die man durch Ausnutzung des Magnetismus gewinnen kann.

Diesen Satz verstehe ich nicht, wie oder was ist damit gemeint?

Ordnung der "Elementarmagnete"? Was ist ein "Elementarmagnet"?

Und welche Energie kann man durch Ausnutzung des Magnetismus gewinnen? Geht das jetzt in Richtung Perpetuum mobile? "Freie Energie"?

Energie kann nicht einfach so durch Ausnutzung irgendeines Effektes "gewonnen" werden, sie muss immer irgendwo herkommen, eine Ursache haben.


Was ist jetzt also die Ursache für die Haftkraft von Dauermagneten? Wo kommt da die Energie her?

Gut, hier ist also ein Problem, das war mir nicht ganz klar. Meine folgenden Ausführungen erheben keinen Anspruch auf vollständige Richtigkeit, ich kenne mich eigentlich nur vage aus:

Magnetismus wird durch bewegte Ladungen verursacht. Es gibt (bisher) keine Monopole. Beim Dauermagneten bewegt sich scheinbar nichts, es fließen auch keine Ströme hin und her.

Dir ist ja sicher der Magnetismus von Eisen bekannt. Das ist auch ein Dauermagnet. Man kann die Elementarmagnete ausrichten, dann ist das Werkstück magnetisch. Mit der Zeit, vor allem bei "Wärme" verliert sich der Magnetismus mit der Zeit. Das liegt daran, dass die Elementarmagnete wieder ihre Ausrichtung verlieren, vor allem je wärmer es ist desto schneller.

Die Elementarmagnete sind Moleküle oder Atome, die eine kreisförmige Bewegung ihrer polarisierten Ladungen beschreiben. Daher entsteht ein Magnetfeld mit N- und S-Pol in Richtung der Achse der Drehung (rechte Faust Regel). Die insgesamt neutrale Ladung muss also polarisiert sein, je stärker desto besser und je schneller sie sich drehen, desto besser. (der Radius spielt hierbei wohl keine zusätzliche Rolle)

Obwohl sich die Elementarmagnete gegenseitig bestärken, in gleicher Ausrichtung zu bleiben, können sie "umkippen", der Magnetismus wird schwächer. Zum Ausrichten muss wieder Energie aufgewendet werden, aber da kenne ich mich nicht wirklich aus.

Gestört wird die Ausrichtung der Elementarmagnete immer durch magnetische Abstoßung, während magnetische Anziehung bestärkend auf die innere Ausrichtung wirkt.

ra-raisch schrieb: Gut, hier ist also ein Problem, das war mir nicht ganz klar. Meine folgenden Ausführungen erheben keinen Anspruch auf vollständige Richtigkeit, ich kenne mich eigentlich nur vage aus:

Magnetismus wird durch bewegte Ladungen verursacht. Es gibt (bisher) keine Monopole. Beim Dauermagneten bewegt sich scheinbar nichts, es fließen auch keine Ströme hin und her.

Ist das nicht ein Widerspruch? Wenn Magnetismus durch "bewegte Ladungen" verursacht wird und sich beim Dauermagneten scheinbar nichts bewegt, auch keine Ströme fließen, woher kommt dann beim Dauermagneten die Kraft?

Die Elementarmagnete sind Moleküle oder Atome, die eine kreisförmige Bewegung ihrer polarisierten Ladungen beschreiben.

Was?

Was bewegt sich denn da nun? Moleküle oder Atome? Da gibt es doch wohl einen himmelweiten Unterschied.

Wenn innerhalb eines Dauermagneten sich Moleküle kreisförmig bewegen würden ............. ich glaube, das wirkt sich dann anders aus als im Magnetismus.

Selbst die Atome taugen wohl nicht als Erklärung für die Herkunft der magnetischen Dauerkraft, ich glaube, da müssen wir eine Ebene tiefer gehen.


Grüße
Udo

udogigahertz schrieb: Was bewegt sich denn da nun? Moleküle oder Atome? Da gibt es doch wohl einen himmelweiten Unterschied.

Nein, das ist zunächst einmal egal. Es dürfen auch Fußbälle sein ... In einem Werkstück haben wir aber in der Regel etwas wie ein Kristallgitter, also irgend eine Struktur, in der die "Atome" (kleinste Elemente) ziemlich fixiert sind. Sie können aber zittern oder rotieren. Ob die "Atome" nun wirklich Atome sind oder Moleküle, ist eigentlich egal, solange sie elektrisch polarisiert sind. Wasser besteht zB aus H²O, wobei das Suaerstoffatom O in der Mitte angeordnet ist und die beiden H-Atome in einem Winkel zueinander stehen, so dass das positiv polarisierte Sauerstoffatom letztlich auf einer Seite ist und die beiden negativen Wasserstoffatome auf der anderen Seite der Mitte .... so ähnlich muss es wohl sein. Wenn das Wassermolekül nun rotiert, wäre es magnetisch ... es genügt auch, wenn die Elektronen in der Atomhülle eine überwiegende Ausrichtung haben, ohne sich gegenseitig zu kompensieren ... wie das beim Eisen genau ist, weiß ich nicht, jedenfalls ist jedes Eisenatom polarisiert und magnetisch. Bei unmagnetisiertem Eisen merkt man das nicht, da alle wirr durcheinander sind und sich der Magnetismus aufhebt. Bei der Magnetisierung werden die Elementarmagnete koordiniert und das Werkstück ist magnetisch.

wiki: Generell ist das Vorhandensein ferromagnetischer Eigenschaften davon abhängig, dass in der Elektronenkonfiguration des Grundzustandes des fraglichen Metalls oder der Verbindung ungepaarte Elektronen vorhanden sind, was im Wesentlichen nur bei Übergangsmetallen und Seltenen Erden vorkommt.

ach, da haben wir es, meine letzte Variante mit den Elektronenbahnen ist also der Key, aber Du siehst, dass auch "Verbindungen" also Moleküle erwähnt werden.

ra-raisch schrieb:

udogigahertz schrieb: Was bewegt sich denn da nun? Moleküle oder Atome? Da gibt es doch wohl einen himmelweiten Unterschied.

Nein, das ist zunächst einmal egal. Es dürfen auch Fußbälle sein ...

Was? Egal ob da Atome oder Fußbälle sich bewegen?

Da bringst du wohl etwas durcheinander, nämlich die Quantenwelt mit der Makrowelt. Wie wir hier gelernt haben, KANN man beide Welten nicht miteinander vergleichen, das geht nicht.

Wenn das Wassermolekül nun rotiert, wäre es magnetisch ... es genügt auch, wenn die Elektronen in der Atomhülle eine überwiegende Ausrichtung haben, ohne sich gegenseitig zu kompensieren ... wie das beim Eisen genau ist, weiß ich nicht, jedenfalls ist jedes Eisenatom polarisiert und magnetisch. Bei unmagnetisiertem Eisen merkt man das nicht, da alle wirr durcheinander sind und sich der Magnetismus aufhebt. Bei der Magnetisierung werden die Elementarmagnete koordiniert und das Werkstück ist magnetisch.

Ja, okay, Magnetismus entsteht dadurch, dass sich in einem Werkstück, meistens Metalle, viele Atome gleich ausgerichtet haben, so dass sie ihre positive (oder negative) Ladungen bündeln, die dann aus dem Werkstück als magnetisches Feld austritt.

Das war aber nicht die Frage, die Frage war: Woher stammt diese Energie, diese Kraft?

Darauf hast du bis jetzt keine Antwort geliefert. Weiß man das überhaupt? Oder bekommt man eine Einladung nach Stockholm, wenn man die Antwort wüsste?


Grüße
Udo

udogigahertz schrieb:

ra-raisch schrieb:

udogigahertz schrieb: Was bewegt sich denn da nun? Moleküle oder Atome? Da gibt es doch wohl einen himmelweiten Unterschied.

Nein, das ist zunächst einmal egal. Es dürfen auch Fußbälle sein ...

Was? Egal ob da Atome oder Fußbälle sich bewegen?

Da bringst du wohl etwas durcheinander, nämlich die Quantenwelt mit der Makrowelt.

Magnetismus wird durch bewegte Ladungen erzeugt, egal wie groß sie sind. Sie müssen sich nur konform bewegen, interne Bewegungen, die sich nach außen kompensieren, sind unsichtbar. Wenn Du aber einen geladenen Fußball hast (zB Überschuss an Elektronen), erzeugt seine Bewegung immer ein Magnetfeld.

udogigahertz schrieb: Ja, okay, Magnetismus entsteht dadurch, dass sich in einem Werkstück, meistens Metalle, viele Atome gleich ausgerichtet haben, so dass sie ihre positive (oder negative) Ladungen bündeln, die dann aus dem Werkstück als magnetisches Feld austritt.

Deine Formulierung ist falsch, deshalb wiederhole ich, dass das elektrische Feld durch Ladungen verursacht wird, das magnetische Feld aber nur durch bewegte Ladungen, und als Zugabe: elektromagnetische Wellen, also Photonen, werden durch beschleunigte Ladungen erzeugt.
Und noch eine Dreingabe: Auch die Ausbreitung der Felder erfolgt durch Photonen ... aber das ist kein Widerspruch, denn eine Änderung setzt ja eine Beschleunigung der fraglichen Quelle voraus, eine gleichförmig bewegte Ladung verursacht ja auch ein unverändert gleichförmig bewegtes Feld (wenngleich das für mich dennoch eine offene Frage ist)

udogigahertz schrieb: Darauf hast du bis jetzt keine Antwort geliefert. Weiß man das überhaupt? Oder bekommt man eine Einladung nach Stockholm, wenn man die Antwort wüsste?

Es gibt verschiedene Erklärungen für die Wirkung, ob nun Felder oder Austauschteilchen oder die klassische Fernwirkung. Die Energie ist eine andere Frage, da muss man ja erst definieren, von welcher Energie Du sprichst. Und man darf nicht Wellen und Felder gleichsetze, auch wenn sich Felder als Wellen ausbreiten....

Nimm das Gravitationsfeld, ob es Energie enthält, bzw wo diese lokalisiert ist, ist umstritten. Die Beschleunigung von Objekten im Gravitationsfeld kann Arbeit=Energie erfordern W=F·s, aber wie man sieht, gleichen sich potentielle und kinetische Energie der beteiligten Teilchen aus, so dass keine externe Energie verbraucht wird.

Das ist alles nicht so einfach und wenn Du das alles falsifizierbar erklären könntest bzw die gängigen unvollständigen oder komplexen Modelle widerlegen oder ergänzen, wäre das schon eine Sensation.

Ich bin in dieser Materie jedenfalls nicht so firm, diese Fragen umfassend zu beantworten.

ra-raisch schrieb: Deine Formulierung ist falsch, deshalb wiederhole ich, dass das elektrische Feld durch Ladungen verursacht wird, das magnetische Feld aber nur durch bewegte Ladungen,

Ja, Okay, missverständlich formuliert, also bewegte Ladungen verursachen den Magnetismus.

Dann die Frage: Wo kommt die Kraft/Energie her, die diese Ladungen bewegt? Perpetuum Mobile? Kann ja wohl nicht sein.

Die Frage ist doch ganz simpel und aus dem normalen Alltag gestellt:

Ein Dauermagnet (es gibt auch solch starken Dauermagnete, die, einmal mit einem gleichen Magneten polrichtig zusammengebracht, nie wieder lösbar sind! Nur durch vollständige Zerstörung der Werkstücke, da geht es also schon um wirklich spürbare Kräfte) verrichtet ja Arbeit indem er Dinge zu sich zieht oder sich selbst gegen die Gravitation an geeigneten Metallflächen entgegen stellt.

Er macht das ja nicht nur für ein paar Sekunden, sondern ziemlich lange.

Um dieses zu bewerkstelligen, benötigt es einer Kraft/Energie.

Wo kommt diese Energie her?

Wer füllt das Reservoir immer wieder auf?


Grüße
Udo

Die Frage vermag ich leider nicht zu beantworten. Einen Aspekt möchte ich aber beisteuern. Wenn man ein Atom betrachtet, sind die Elektronen der Hülle permanent in Bewegung, und dies ohne dabei Energie zu verlieren (quantenmechanische Zustände).

ClausS schrieb: Die Frage vermag ich leider nicht zu beantworten. Einen Aspekt möchte ich aber beisteuern. Wenn man ein Atom betrachtet, sind die Elektronen der Hülle permanent in Bewegung, und dies ohne dabei Energie zu verlieren (quantenmechanische Zustände).

Ja, auch hier hätte man das selbe Problem wie von udogigahertz aufgezeigt. Und auch dieser Bereich sollte nicht sakrosankt gegenüber dieser grundsätzlichen Frage sein. Wo kommt diese Energie her? Wer füllt das Reservoir immer wieder auf?

ClausS schrieb: Die Frage vermag ich leider nicht zu beantworten. Einen Aspekt möchte ich aber beisteuern. Wenn man ein Atom betrachtet, sind die Elektronen der Hülle permanent in Bewegung, und dies ohne dabei Energie zu verlieren (quantenmechanische Zustände).

Das ist eine ungeklärte Frage. Solange nicht gemessen wird, sind die Elektronen ja auch nicht da, sondern nur ihre Wellenfunktion. Deren Substrat scheint sich ohne Energieverlust wie ein Superfluid zu verhalten. Eindeutig Eigenschaften eines Feldes, nicht von Teilchen.

udogigahertz schrieb: Ja, Okay, missverständlich formuliert, also bewegte Ladungen verursachen den Magnetismus.

Dann die Frage: Wo kommt die Kraft/Energie her, die diese Ladungen bewegt? Perpetuum Mobile? Kann ja wohl nicht sein.

Die Frage ist doch ganz simpel und aus dem normalen Alltag gestellt:

Ein Dauermagnet (es gibt auch solch starken Dauermagnete, die, einmal mit einem gleichen Magneten polrichtig zusammengebracht, nie wieder lösbar sind! Nur durch vollständige Zerstörung der Werkstücke, da geht es also schon um wirklich spürbare Kräfte) verrichtet ja Arbeit indem er Dinge zu sich zieht oder sich selbst gegen die Gravitation an geeigneten Metallflächen entgegen stellt.

Ich sehe schon, Du hast auch von Mechanik nicht die größte Ahnung:

Du brauchst zwar Kraft, um aufrecht zu sitzen, doch brauchst Du dazu keine Energie: E = W = F·s

Energie =Arbeit setzt voraus, dass die Kraft über eine Weglänge wirkt.

Und für konstante Bewegung (dv/dt=0) braucht man (zumindest seit Galilei) auch keine Kraft (und erst Recht keine Energie) sondern nur für die Änderung der Bewegung (dv/dt=a=F/m), wie etwa im Falle der Reibung. Gleiches gilt für die Kreisbewegung der Elektronen um den Atomkern, die ja die Ursache für den Magnetismus sein dürfte. Auch die Erde bewegt sich um die Sonne, ohne dafür Energie zu benötigen. Lediglich Gezeitenkräfte etc verbrauchen Energie und bremsen die Rotation.

udogigahertz schrieb: verrichtet ja Arbeit indem er Dinge zu sich zieht oder sich selbst gegen die Gravitation an geeigneten Metallflächen entgegen stellt.

Auch das nicht ...
Wenn etwas angezogen wird, dann bewegt es sich in einem Potential zur niedrigsten Wirkung. Mit der Quelle des Kraftfeldes hat das gar nichts zu tun. Potentielle Energie (Abstand) wird in kinetische Energie (Bewegung) umgewandelt. Das ist alles energieneutral. Wenn die beiden Objekte dann aufeinanderknallen, wird die kinetische Energie in Wärme ungewandelt, der Magnet "gewinnt" also (für ihn nutzlose) Energie bei dem Vorgang. Wenn Du beide wieder trennst, musst Du die (negative) Bindungsenergie erst wieder hineinstecken. Insgesamt wird lediglich die Entropie (Abwärme) erhöht.

Richtig ist lediglich, dass Energie benötigt wird, den Magneten herzustellen (meine ich), aber das Herstellen von Ordnung aus einer Unordnung dürfte sicherlich Energie kosten und ebenso die Entropie an anderer Stelle erhöhen (Abwärme).

ra-raisch schrieb: Du brauchst zwar Kraft, um aufrecht zu sitzen, doch brauchst Du dazu keine Energie: E = W = F·s
Wenn etwas angezogen wird, dann bewegt es sich in einem Potential zur niedrigsten Wirkung. Mit der Quelle des Kraftfeldes hat das gar nichts zu tun. Potentielle Energie (Abstand) wird in kinetische Energie (Bewegung) umgewandelt. Das ist alles energieneutral. Wenn die beiden Objekte dann aufeinanderknallen, wird die kinetische Energie in Wärme ungewandelt, der Magnet "gewinnt" also (für ihn nutzlose) Energie bei dem Vorgang. Wenn Du beide wieder trennst, musst Du die (negative) Bindungsenergie erst wieder hineinstecken. Insgesamt wird lediglich die Entropie (Abwärme) erhöht.

Natürlich kann keine Energie verloren gehen. Nur in den beschriebenen Vorgängen wird die Energie nicht gewonnen, sondern arbeitet gegeneinander. Es verhält sich so, als ob zwei Elektroloks mit voller Energie gegeneinander drücken. Auch da wird kein "Weg" zurückgelegt und keine Lok gewinnt Energie, im Gegenteil beide Loks verbrauchen Energie!

Das liegt aber in diesem Beispiel nicht an irgendeiner „vollen Energie“, dass sie sich nicht bewegen sondern an einem Kräftegleichgewicht und selbstverständlich wird dabei Energie umgewandelt; die Elektromotoren laufen ja nicht von allein.

Zum Thema: Magnetismus kann nur auf quantenmechanischen Weg erklärt werden in der heutigen Physik, was ich mal las und damit isser schon mal sauber unverständlich Da gibt’s hier auch irgendwo einen Thread zu.
Hier ist ein Link zu einer Erklärung - welche ich nicht bewerten kann und mag:
www.weltderphysik.de/gebiet/materie/magn...was-ist-magnetismus/

Rupert schrieb: Das liegt aber in diesem Beispiel nicht an irgendeiner „vollen Energie“, dass sie sich nicht bewegen sondern an einem Kräftegleichgewicht und selbstverständlich wird dabei Energie umgewandelt; die Elektromotoren laufen ja nicht von allein.

Dazu muss ich doch sagen, dass das kein Elektromotor ist. Ein Motor liefert Energie, die Elementarmagnete machen genau das nicht.

Für eine fortgesetzte Rotation wird eben keine Energie benötigt, Du brauchst allenfalls Energie, um die Rotation zu stoppen oder zu bremsen.

Wodurch wird eurer Meinung nach denn die Rotation gebremst? Wo ist der Widerstand?

Rupert schrieb: Zum Thema: Magnetismus kann nur auf quantenmechanischen Weg erklärt werden in der heutigen Physik

Kraft kann man sich am besten in Form von einzelnen Impulsen vorstellen, etwa beim Luftdruck. In der QM werden wohl fast alle Kräfte durch ähnliche Wechselwirkung mit virtuellen Eichbosonen dargestellt .... ich stelle mir das eher wie ein Gravitationsfeld vor, bei dem die beteiligten Objekte den Potentialen folgen.

Wenn man aber den Energiehaushalt beobachten will, muss man schon sehr genau hinsehen, bevor man Kräfte mit Energieverbrauch gleichsetzt.

Ein Stein, der am Boden liegt und auf diesen gewaltigen Druck, also Kraft ausübt, verbraucht doch sicher keine Energie???? Und genausowenig der Zentralkörper, der die Gravitationskraft erzeugt, wobei ja der kleine Stein genau die gleiche Anziehungskraft auf die Erde ausübt .....

Ich setze nix mit Energie“verbrauch“ gleich. Ich habe nur auf das verunglückte Lokomotivenbsp. geantwortet in dem
a) sich deswegen keine Lok bewegt, weil beide jeweils eine Kraft gleichen Betrages aber mit unterschiedlichen Vorzeichen aufeinander ausüben
b) die Motoren in der Zeit aber dauernd elektrische Energie in mechanische wandeln (plus thermische und was-weiss-ich noch für weitere Energieformen).

Rupert schrieb: Ich setze nix mit Energie“verbrauch“ gleich.

Das ist gut.
Du warst auch nicht explizit gemeint, Du warst nur der Aufhänger ...

Und natürlich verliert der Stein in dem Beispiel keine Energie. Der liegt da und ist schwer; das war‘s dann auch schon.

Rupert schrieb: Ich setze nix mit Energie“verbrauch“ gleich. Ich habe nur auf das verunglückte Lokomotivenbsp. geantwortet in dem
a) sich deswegen keine Lok bewegt, weil beide jeweils eine Kraft gleichen Betrages aber mit unterschiedlichen Vorzeichen aufeinander ausüben
b) die Motoren in der Zeit aber dauernd elektrische Energie in mechanische wandeln (plus thermische und was-weiss-ich noch für weitere Energieformen).

Richtig, es wird laufend Energie in z.B. thermische Energie umgewandelt. Aber es wirken zwei verschiedene Kräfte mit unterschiedlichen Vorzeichen gegeneinander. Und es muss laufend Energie (in Form von Strom) "nachgeliefert" werden, um den Zustand aufrecht zu halten. M.A. genauso wie beim Magneten der gegen die Gravitation wirkt. Und der Stein liegt nicht nur einfach am Tisch, sondern er übt einen Druck auf den Tisch aus. Und der Tisch wird diesem Druck auch irgendwann nachgeben.