Geschichte des Magnetismus
Die Geschichte der Erde und des Menschen ist mit den Magnetismus verbunden. Die Erde kann näherungsweise als riesiger Stabmagnet angesehen werden. Nach der heute gängigsten Theorie wird das Erdmagnetfeld durch das flüssige Material des äußeren Erdkerns erzeugt. Der Erdkern besteht zum größten Teil aus Eisen und Nickel. Diese Materialien sind bei Raumtemperatur ferromagnetisch sind, jedoch nicht den sehr hohen Temperaturen die im äußeren Erdkern vorliegen. Die Entstehung des Erdmagnetfelds beruht auf der Bewegung von Ladungen, die durch die Erdrotation und den daraus resultierenden Strömungen innerhalb des flüssigen, metallischen Teil des äußeren Erdkerns erzeugt werden.
Das Erdmagnetfeld schützt die Bewohner unseres Planeten vor energiereicher kosmischer Strahlung. Diese ionisierten Teilchen werden hautsächlich von der Sonne zur Erde geschickt. Man nennt diesen Teilchenstrom Sonnenwind. Das Magnetfeld fängt die geladenen Teilchen ein und bildet dadurch den Van-Allen-Gürtel. Bei starken Sonnenwinden können Teilchen dennoch die Erde erreichen. An den Polen treffen diese auf die oberen Schichten der Atmosphäre und lösen Polarlichter aus. Ohne das Magnetfeld der Erde wären Lebewesen der gesundheitsschädlichen kosmischen Strahlung ungeschützt ausgesetzt.
Für viele Tiere spielt das Erdmagnetfeld eine große Rolle. So bedient sich so mancher Meeresbewohner und Zugvogel daran, um sich zu orientieren. Auch der Mensch machte sich dies bei der Navigation zu Nutze, als er ab dem 12. Jahrhundert den Kompass bei der Seefahrt verwendete.
Der Kompass war wohl die erste praktische Anwendung des Magnetismus, doch die Existenz des Magnetismus war bereits den Griechen im 5. Jahrhundert v. Chr. bekannt. Die Bezeichnung Magnet beruht wahrscheinlich auf der Region Magnesia in Thessalien oder der Stadt Magnesia in der heutigen Türkei.
Zur Erforschung des Magnetismus haben in der Folge viele weitere Wissenschaftler bei getragen. Es folgt eine Auswahl an wichtigen Entdeckungen:
1269: Petrus Peregrinus entdeckt die Dipolarität von Magneten (Magnetpole kommen nie alleine vor. Sie treten immer im Paar Nordpol-Südpol auf)
1820: Hans Christian Oersted entdeckt die Beziehung zwischen Elektrizität und Magnetismus. Es ist die Grundlage des heute bekannten Anwendungsspektrum und der Elektrotechnik. Es folgte die Herstellung erster Permanentmagnete (kohlenstoffhaltige Stähle).
1864: James Clerk Maxwell gelingt mit den nach ihm benannten Maxwellgleichungen eine gemeinsame Beschreibung des Magnetismus und der Elektrizität.
20. Jahrhundert: Forschungsarbeiten von Curie, Langevin, Weiss waren der Grundstein für die Entwicklung neuer industriell einsetzbarer Magnetwerkstoffe. Nach der Verwendung von kohlenstoffhaltigen Stählen als Rohmagnete, die allerdings sehr schwache magnetische Eigenschaften besitzen, folgten AlNiCo (1930er Jahre), Ferritmagnete mit einer höheren Koerzitivfeldstärke (1950er Jahre), Samarium-Cobalt (1970 Jahre) und schließlich (1980er Jahre) Neodym-Eisen-Bor als Rohmaterial. All diese Rohmagnete haben heute noch ihre Daseinsberechtigung. Jeder Werkstoff hat seine eigenen Vorteile und wird dementsprechend anwendungsbezogen eingesetzt.
Heute finden Magnete unter anderem Anwendung im Bereich Motoren und Generatoren, Magnetresonanztomographie und Haftanwendungen, sowie Sensorik.