Feldlinienbild eines Stabmagneten
AFB I–IIIn einem Schülerexperiment liegt ein Stabmagnet unter einer Glasplatte. Die Platte wird mit Eisenfeilspänen bestreut; nach leichtem Klopfen ordnen sich die Späne zu Ketten. Zeichnet man diese Ketten nach, so erhält man das Bild in Material M1.
An den drei Stellen P1, P2 und P3 wird zusätzlich je eine kleine Kompassnadel auf die Platte gelegt. Feldlinien sind dabei ein Modell: Man sieht sie nicht, man erschließt sie aus dem Verhalten der Späne und der Nadeln.
Das Bild gibt die Lage der Eisenfeilspäne wieder: Jede Linie steht für eine Kette von Spänen. Bei den drei Kompassnadeln ist der Nordpol rot, der Südpol blau gezeichnet. Die Zahl der gezeichneten Linien ist frei gewählt — aussagekräftig ist nur, wie dicht die Linien an einer Stelle beieinanderliegen.
- Beschreiben Sie den Verlauf der Feldlinien in Material M1 außerhalb und innerhalb des Magneten. Geben Sie dabei an, wie die Richtung einer Feldlinie festgelegt ist.
- Geben Sie für die drei Punkte P1, P2 und P3 an, in welche Richtung der Nordpol der Kompassnadel jeweils zeigt, und begründen Sie Ihre Angabe für P3.
- Vergleichen Sie mithilfe von Material M1 die Stärke des Magnetfelds an den Punkten P1 und P2.
- Begründen Sie, dass sich zwei Feldlinien niemals schneiden können.
