Was ist eine Magnetwand?
Gewöhnliche Magnete bestehen aus Materialien, die als ferromagnetische Materialien bezeichnet werden, und dieser Ferromagnetismus bezieht sich auf die Eigenschaft der Anziehung eines Objekts durch einen Magneten.
Ein ferromagnetisches Material ist auf der Ebene der Atomschichten mit Magneten gepackt, die eine Vektorgröße haben, die die Größe der magnetischen Kraft darstellt, das so genannte magnetische Moment.
Diese ausgerichteten Bereiche mit magnetischem Moment werden als magnetische Domänen bezeichnet, und die Grenzschicht zwischen den magnetischen Domänen in verschiedenen Richtungen wird als Magnetwand bezeichnet.
Anwendungen von Magnetwänden
Magnetische Domänen und Magnetwände sind sehr wichtige Konzepte für die Analyse und Nutzung des Verhaltens von ferromagnetischen und ferrimagnetischen Materialien.
Beispiele für bekannte Anwendungen sind die Streifen auf der Rückseite von Kreditkarten, PC-Festplatten und die Rückseiten von Bahn- und Busfahrkarten sowie Pendlerausweisen. Diese Bereiche sind mit ferromagnetischem Material beschichtet, das die Informationen auf der Magnetwände (magnetische Domäne) als künstliche digitale Informationen von 0 und 1 aufzeichnet und zum Austausch eindeutiger Daten zwischen diesen Aufzeichnungsmedien und den Systemen, die die Informationen integrieren und verarbeiten, verwendet wird.
Funktionsweise der Magnetwände
Um die Funktionsweise der Magnetwände zu verstehen, kann man sich das physikalische Phänomen mit den Metallnadeln und -klammern als einfaches Beispiel vorstellen.
Frisch gekaufte Metallnadeln und -klammern haben selbst keine besonderen magnetischen Eigenschaften, aber wenn sie mit einem Magneten gerieben werden, ziehen sich die Klammern und Metallnadeln gegenseitig an und verhalten sich so, als ob sie selbst magnetische Eigenschaften hätten.
Die Verteilung der magnetischen Domänen und Magnetwände im Inneren der Klammern und Nadeln hat sich tatsächlich zwischen den gekauften und den mit einem Magneten geriebenen Klammern und Nadeln verändert. Erstere haben normalerweise symmetrische magnetische Domänen von links nach rechts (oben und unten), aber das Reiben mit einem Magneten verändert die Verteilung dieser Magnetwände. Dies liegt daran, dass das aus S- und N-Polen bestehende Magnetfeld, das bei Kontakt mit dem Magneten auftritt, die Verteilung der magnetischen Domänen und Magnetwände im Inneren des Clips oder der Nadel verändert, so dass die magnetischen Wände, selbst wenn sie vom Magneten entfernt werden, aufgrund von Gitterfehlern oder Verunreinigungen in der Mitte gefangen sind und nicht in den symmetrischen Zustand der magnetischen Domänen zurückkehren, in dem sie sich ursprünglich befanden.
Daher verbleibt ein Magnetpol auf der Oberfläche des Clips oder der Nadel, der sich vom symmetrischen Zustand der magnetischen Domäne gelöst hat. Das bedeutet, dass magnetische Feldlinien nach außen abgestrahlt werden und andere Klammern und Nadeln anziehen, die sich so verhalten, als ob sie selbst zu Magneten geworden wären.
Aus diesem Grund wird häufig davor gewarnt, Kreditkarten und Fahrkarten mit Streifen auf der Rückseite von Magneten fernzuhalten, um zu verhindern, dass sich die Magnetwände (magnetische Domäne) verändern und unumkehrbar werden.
Das Konzept der Magnetwände wird auch bei der Analyse der magnetischen Eigenschaften neuer ferromagnetischer Materialien und Produkte wie Ferriten verwendet.