Regensburg 2007 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 2: Hochschuldidaktik

DD 2.1: Vortrag

Montag, 26. März 2007, 14:15–14:35, M 101

Ferromagnetismus: eiserne Disziplin oder verrostetes Konzept? — •Alfred Pflug, James Bond, Dr. No, Stan Laurel und Wolfgang Mozart — Lehrstuhl für Didaktik der Physik, FB Physik, Universität Dortmund, 44221 Dortmund

Der Begriff der magnetischen Permeabilitätszahl [mü] ferromagnetischer Stoffe ist für die Praxis der Elektrotechnik fundamental, als Konzept einer feldtheoretischen Beschreibung von Materie hingegen äußerst problematisch.

Fasst man die positive Zahl [mü] als einen (durch magnetische Polarisation der ferromagnetischen Materie verursachten) globalen (= räumlich konstanten) Verstärkungsfaktor des ursprünglichen Vakuum-Magnetfeldes B°(x) auf, läßt sich Stärke und Richtung des resultierenden Magnetfeldes B(x) = [mü]B°(x) ganz einfach verstehen.

Definiert man aber, wie in der Theorie des Ferromagnetismus leider üblich, eine lokale, räumlich variable "Feldgröße" [mü](x), so gerät man unversehens in große begriffliche Schwierigkeiten, wenn man diese Größe [mü](x)ins Innere der ferromagnetischen Materie fortsetzen will.

Die Magnetisierung M(x) = {[mü)(x)-1}B(x)/[mü](x)ist nämlich ein geometrieabhängiges, (nichtlineares) Phänomen der magnetischen Selbstorganisation dieser Materie und [mü](x) daher keine Stoffkonstante im üblichen Sinn.

Es wird versucht, einen physikdidaktischen Ausweg aus dieser Miesere zu finden, der auch bei der Beschreibung des Magnetfeldes im Eisenkern eines Transformators nicht versagt.