Magnetisierung

Die Magnetisierung hat in der Physik zwei Bedeutungen: Einerseits versteht man darunter die Ausrichtung der Elementarmagnete eines Stoffes durch ein äußeres Magnetfeld. Zum anderen ist sie eine vektorielle Größe mit dem Formelzeichen $\vec M$, welche die Größe dieses Effekts in Betrag und Richtung beschreibt.

$\vec M$ ist definiert als das Verhältnis aus dem magnetischen Moment $\vec m$ eines Körpers und seinem Volumen V:(man kann sich $\vec M$ also als eine „Magnetmomentdichte“ vorstellen):

$\vec M = \dfrac {\vec m} V$

SI-Einheit der Magnetisierung ist Am²/m³ = A/m. Körpern mit der Magnetisierung null nennt man unmagnetisch.

Wenn man einen dia- oder paramagnetischen Körper in ein äußeres magnetisches Feld bringt, dann ist $\vec M$ proportional zur magnetischen Feldstärke $\vec H$:

$\vec M = \chi_\text m \cdot \vec H$

(die magnetische Suszeptibilität $\chi_\text m$ ist eine Stoffkonstante). Dabei gilt für Diamagnetika $\chi_\text m < 0$ und für Paramagnetika $\chi_\text m > 0.$

Nach Einbringen der Substanz in das Magnetfeld addieren sich das bisherige Magnetfeld (wiederum über die Feldstärke $\vec H$ ausgedrückt) und die Magnetisierung $\vec M$. Daher gilt für die magnetische Gesamtfeldstärke in der Substanz:

$\vec H_\text{ges} = \vec H + \vec M = (1 + \chi_\text m) \cdot \vec H \quad \text{bzw.} \quad \vec B_\text{ges} = (1 + \chi_\text m) \cdot \vec B$

mit der magnetischen Flussdichte $\vec B$. Da andererseits die Flussdichte in Materie derjenigen im Vakuum, multipliziert mit der Permeabilitätszahl $\mu_\text r$ des betrachteten Stoffes, entspricht ($\vec B_\text{Materie} = \mu_\text r \cdot \vec B$), gilt schließlich:

$1 + \chi_\text m = \mu_\text r$