316 - Magnetfeldmessungen
Bezüglich ihres magnetischen Verhaltens kann man alle Stoffe in drei Gruppen
- diamagnetisch,
- paramagnetisch,
- ferromagnetisch
einordnen.
Die Unterscheidung zwischen Dia- und Paramagnetismus liegt dabei im Atombau begründet. In Atomen mit abgeschlossenen Elektronenschalen schwächen die inneratomaren Ringströme das äußere Magnetfeld (Diamagnetismus, mr < 1), während unaufgefüllte Schalen zu magnetischen Momenten führen, die sich im Feld ausrichten (Paramagnetismus, mr> 1). Der Ferromagnetismus ist im Gegensatz dazu eine Festkörpereigenschaft, die in erster Linie bei den Metallen Eisen, Kobalt, Nickel und darüberhinaus nur ganz selten zu finden ist.
Informationen zum Magnetismus der Atome >> pdf, 119 kbLink !
Der Praktikumsversuch besteht aus zwei Teilen:
Im ersten Teil wird das Feld (im Luftspalt) eines starken Elektromagneten (stromdurchflossene Spulemit ferromagnetischem Kern) vermessen. Als Messfühler dient eine Hall-Sonde. Sichtbar werden die Abnahme der Feldstärke bei Entfernung von der Spulenachse sowie das Phänomen der magnetischen Sättigung des Eisenkerns.
Im zweiten Versuchsteil bestimmt man die Suszeptibilität einer paramagnetischen Salzlösung nach der Quinckeschen Steighöhenmethode. Diese ist ein Standardverfahren zur Suszeptibilitätsmessung und nutzt die Tatsache aus, dass ein Paramagnet aus dem feldfreien Raum in das Gebiet hoher Feldstärke hineingezogen wird.
Versuchsaufbau:
Versuchsaufbau mit Hall-Sonde und Anzeigegerät für das B-Feld.
Blick auf die Polschuhe des Magneten, zwischen denen sich die Messflüssigkeit in einem U-Rohr befindet.