"Was ist magnetismus? Das ziehen sich zwei Magnete an, aber was passiert da eigentlich? Ich konnte bis jetzt keine befriedigende Antwort finden. Wissen die menschen selber nicht, was da passiert, oder wie? Ist das eine Strahlung, eine komponente der Strahlung, was ist das?"

Diese Frage hat mir jemand bei Focus-Fragen gestellt und mir wurde gesagt, daß die Antwort nicht ganz die schlechteste war :-).

Es ist keine Strahlung im Spiel und auch keine Komponente davon. Es geht um eine der vier fundamentalen Kräfte des Universums: der elektromagnetischen Kraft. Ich fange mal knallhart an. Magnetismus und magnetische Kräfte entstehen durch den Eigendrehimpuls von Elementarteilchen. Was heißt das? Stellen wir uns vor, wir hätten lauter Kreisel auf einem Tisch. Jeder der Kreisel kann sich links herumdrehen, rechts herumdrehen oder einfach still da liegen. Stellen wir uns nun weiter vor, dass jeder Kreisel eine Wirkung auf seine Umgebung ausübt, sozusagen eine Kreiselkraft, die negativ ist wenn er rechts herumdreht, positiv ist wenn er links herumdreht und Null ist wenn er still steht. Wenn sich nun diese Kreiselkräfte aller Kreisel auf dem Tisch zu einer Gesamtkreiselkraft addieren, dann ist diese Gesamtkreiselkraft umso höher, je mehr Kreisel auf dem Tisch in derselben Richtung drehen. Und zwar ist sie dann stark negativ, wenn alle Kreisel rechts herumdrehen und stark positiv, wenn alle Kreisel links herumdrehen. Was hat das nun mit Magnetismus zu tun?

Die Elementarteilchen, aus denen die Atome bestehen, also Protonen, Neutronen, Elektronen usw, sind lauter kleine "Elementarkreisel" mit ihrer Kreiselkraft, der magnetischen Kraft. Die Summe der Elementarkreisel eine Körpers führt somit zu einer Gesamtkreiselkraft des gesamten Körpers. Es gibt nun besondere Materialien, bei denen die meisten Elementarkreisel gleichartig drehen und deren Drehachse in dieselbe Richtung zeigt, und das auch lange Zeit so bleibt. Ein solcher Körper ist ein "Permanentmagnet". Bei anderen Materialien ist das nicht so. Entweder die Elementarkreisel drehen mal rechts oder mal links herum, oder ihre Drehachse zeigt in alle möglichen Richtungen. Dann heben sich die magnetischen Kräfte der Elementarkreisel gegeneinander auf. Solche Materialien sind nicht "magnetisch". Bei bestimmten Materialien kann man die Elementarkreisel ausrichten, so daß sie alle wieder in dieselbe Richtung zeigen und z.B. alle rechts herumdrehen. Somit wird das Material "magnetisiert". Das funktioniert bei manchen Materialien gut (z.B. Metallen wie Eisen) und anderen nur schlecht (z.B. Luft). Zwei Körper ziehen sich dann gegeneinander an wenn die Gesamtkreiselkraft, also die Orientierung der Kreisel, in dieselbe Richtung zeigt. Sie stoßen sich ab, wenn die Orientierung entgegengesetzt ist.

Die Elementarkreisel haben eine elektrische Ladung, Elektronen -e, Protonen e und Neutronen 0 (e=Elementarladung). Aus der Schule kennt man den Satz: bewegte Ladungen, also elektrischer Strom, erzeugen ein Magnetfeld. Ein sich drehendes Elektron oder Proton ist sozusagen ein im Kreis drehender Ministrom. So entsteht das Magnetfeld um das Elektron/Proton.

Den kompletten Thread bei Focus-Fragen findet ihr hier.