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Titel
Magnetismus
[* 2] (griech.).
Manche
Stücke des natürlich vorkommenden
Eisenoxyduloxyds (Magneteisensteins) besitzen die
Eigenschaft,
Eisenteilchen anzuziehen und festzuhalten. Man nennt diese
Eigenschaft und ein
Stück jenes
Eisenerzes, welches sie besitzt,
heißt ein natürlicher
Magnet. Durch Berührung oder
Bestreichen mit einem natürlichen
Magnet kann man den
Magnetismus vorübergehend auf
Eisen
[* 3] und dauernd auf
Stahl
übertragen und letztern dadurch zu einem künstlichen
Magnet machen.
Bestreut man einen magnetisierten Stahlstab (Magnetstab) mit Eisenfeile, so bleibt dieselbe, Bärte bildend, vorzugsweise an seinen beiden Enden hängen, während gegen die Mitte zu immer weniger und in der Mitte selbst gar keine Eisenfeile haftet; die beiden Enden, an welchen sich die Anziehung am kräftigsten äußert, werden die Pole, die Mitte, wo keine Anziehung stattfindet wird der Äquator oder die indifferente Stelle (Indifferenzpunkt) des Magnets genannt; die Verbindungslinie der beiden Pole heißt seine magnetische Achse.
Wird ein Magnetstab in seiner Mitte an einem Kokonfaden aufgehängt, so daß er sich in horizontaler Ebene drehen kann, so stellt sich seine Achse, vermöge einer Einwirkung, welche die Erde als Ganzes auf ihn ausübt, in eine Richtung ein, welche von der Südnordrichtung nur wenig abweicht; derjenige seiner Pole, welcher sich stets nach Norden [* 4] wendet, heißt deshalb der Nordpol, der entgegengesetzte der Südpol. Nähert man den Nordpol eines in der Hand [* 5] gehaltenen dem Nordpol eines aufgehängten Magnets, so wird der letztere abgestoßen; ebenso stößt der Südpol des Handmagnets den Südpol des aufgehängten ab. Dagegen wird der Südpol des aufgehängten vom Nordpol des Handmagnets und ebenso der Nordpol des erstern vom Südpol des letztern angezogen. Es ergibt sich also das Gesetz: gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Bricht man einen Magnetstab mitten entzwei, so bildet jedes Bruchstück wieder einen vollständigen Magnet mit zwei gleich starken Polen, indem an der Trennungsstelle zwei neue Pole entstehen, von denen jeder dem bereits vorhandenen Pol des entsprechenden Bruchstücks entgegengesetzt ist; wie weit man diese Teilung auch fortsetzen mag, jedes noch so kleine Bruchstück eines Magnets erweist sich wieder als vollständiger Magnet.
Dieses Verhalten führt zu der
Annahme, daß jedes kleinste Teilchen oder
Molekül eines
Magnets selbst schon ein
Magnet mit
zwei entgegengesetzten
Polen, ein sogen. Molekularmagnet, sei. Diese
Annahme enthält keinen
Widerspruch gegen die
Thatsache,
daß die magnetische
Wirkung nur an den
Enden eines Magnetstabs sich offenbart, sondern gibt davon in befriedigender
Weise Rechenschaft.
Denkt man sich nämlich der Einfachheit wegen, ein dünnes Magnetstäbchen bestehe aus einer einzigen
Reihe von
Molekularmagneten, deren
Achsen alle in derselben geraden
Linie liegen, und deren gleichnamige
Pole alle nach derselben Seite
gewendet sind, so werden überall auf der ganzen
Länge des
Stabes zwei entgegengesetzte
Pole der benachbarten Molekularmagnete
zusammenstoßen, deren anziehende
u. abstoßende
Wirkungen sich nach außen hin gegenseitig aufheben; nur an den beiden
Enden des
Stabes werden die freien
Pole der letzten
Moleküle wirksam bleiben.
Influenz, Koerzitivkraft, Anker.
Nähert man den
Nordpol eines
Magnets einem
Stück weichen
Eisens, so wird dasselbe sofort selbst zu einem
Magnet, indem es an
seinem nähern Ende einen
Südpol, am entferntern einen
Nordpol bekommt, und vermag jetzt selbst wieder
ein zweites, dieses ein drittes etc. Eisenstückchen anzuziehen und zutragen. Das
Eisen wird vom
Magnet ebendarum angezogen,
weil es unter seinem Einfluß
(Influenz) selbst zu einem
Magnet wird, welcher dem genäherten Magnetpol seinen ungleichnamigen
Pol zuwendet. Der
Magnetismus des weichen
Eisens verschwindet wieder, und die von
¶
mehr
ihm getragenen Eisenstückchen fallen sofort ab, wenn der influenzierende Magnetpol entfernt wird, oder überhaupt, sobald
die magnetisierende Kraft
[* 7] aufhört. Anders verhält sich der Stahl: er wird nicht so leicht magnetisch; ist er es aber durch
anhaltende Einwirkung eines Magnets geworden, so bleibt er magnetisch, auch wenn er von diesem getrennt
wird. Die Kraft, mit welcher der Stahl der Magnetisierung widersteht, und welche ihn auch verhindert, den einmal angenommenen
Magnetismus wieder zu verlieren, heißt die Koerzitivkraft. Am größten ist die Koerzitivkraft des härtesten und sprödesten Stahls,
beim Anlassen nimmt sie ab und wird durch Erhitzung bis zur Rotglut und allmähliche Abkühlung so gering
wie beim weichen Eisen. Graues Gußeisen, welches hell rotglühend gemacht und dann abgelöscht wird, gewinnt dadurch eine bedeutende
Koerzitivkraft.
Um die Erscheinungen der magnetischen Influenz zu erklären, nehmen wir an, daß auch jedes unmagnetische Eisen- oder Stahlstück aus bereits fertig gebildeten Molekularmagnetchen bestehe, welche jedoch derart regellos gelagert sind, daß nach jeder Richtung ebenso viele Nord- wie Südpole sich wenden und deshalb ihre anziehenden und abstoßenden Wirkungen gegenseitig aufheben. Bei Annäherung eines Magnetpols drehen sich nun die Molekularmagnete so, daß sie ihre ungleichnamigen Pole dem influenzierenden Magnetpol zuwenden, und ebendadurch wird das Eisen- oder Stahlstück magnetisch.
Während im Stahl die Moleküle der Drehung einen großen Widerstand (Koerzitivkraft) entgegensetzen, dagegen aber auch die neue Lage ebenso hartnäckig behaupten, kehren die Moleküle des Eisens, nachdem die magnetisierende Kraft aufgehört hat, ebenso leicht wieder in ihre frühere Lage zurück, wie sie dieselbe verlassen haben. Jedes Eisen- oder Stahlstück kann nur bis zu einem gewissen Grad, bis zur Sättigung, magnetisch gemacht werden, welche dann eintritt, wenn die Drehung sämtlicher Molekularmagnete erreicht ist.
Die gebräuchlichsten Formen der Stahlmagnete sind: der geradlinige Magnetstab, die Magnetnadel, ein dünnes Magnetstäbchen, welches gewöhnlich die Form einer langgestreckten Raute hat und in der Mitte mit einem Hütchen aus Achat [* 8] oder Stahl versehen ist, welches auf eine Stahlspitze aufgesetzt werden kann [* 2] (Fig. 1);
ferner der Hufeisenmagnet, dessen Pole, um sie gleichzeitig wirken lassen zu können, nebeneinander liegen. An die Pole wird ein Stück weiches Eisen, der Anker [* 9] (die Armatur m m, [* 2] Fig. 2), gelegt, welches selbst zu einem Magnet wird, der an den Polen des Hufeisenmagnets mit seinen ungleichnamigen Polen anliegt;
da zur Bildung des Südpols des Ankers nicht nur der Pol N, sondern auch der Pol S des Magnets beiträgt, so ist die Magnetisierung des Ankers ungleich stärker, als wenn sie nur von dem einen Pol des Magnets bewirkt worden wäre. Da jeder Pol des Ankers bestrebt ist, nicht nur die bereits gedrehten magnetischen Moleküle in ihrer Richtung zu erhalten, sondern auch die noch nicht gedrehten zu richten, so ist der angelegte Anker ein Mittel, nicht nur eine Schwächung des Magnets zu verhindern, sondern sogar eine allmähliche Kräftigung nicht gesättigter Magnete zu erzielen. Um denselben Vorteil auch bei Magnetstäben zu erreichen, legt man zwei gleiche Stäbe parallel so nebeneinander, daß der Südpol des einen nach derselben Seite gekehrt ist wie der Nordpol des andern, und verbindet ihre Enden durch zwei weiche Eisenstücke derart, daß sie mit den Stäben ein Rechteck bilden. Um stärkere Wirkungen zu erzielen, als durch einzelne Stäbe oder Hufeisen [* 10] möglich ist, vereinigt man mehrere vorher magnetisierte Stahllamellen zu einem magnetischen Magazin [* 2] (Fig. 2), indem man sie so aufeinander schichtet, daß ihre gleichnamigen Pole aufeinander zu liegen kommen, und sie durch Schrauben [* 11] in dieser Lage befestigt.
Tragkraft. Strichmethoden.
Um die Tragkraft eines Hufeisenmagnets zu erproben, hängt man ihn an seiner Biegung auf und belastet den Anker mit Gewichten. Infolge der Influenz, welche beide Pole des Magnets auf den Anker ausüben, vermag ein Hufeisenmagnet weit mehr zu tragen als das Doppelte von dem, was ein Pol für sich tragen würde. Die Tragkraft wächst jedoch keineswegs im nämlichen Verhältnis wie die Masse eines Magnets, sondern ist nach Hacker der Kubikwurzel aus dem Quadrat seines Gewichts proportional. Ein Magnet von 60 g trägt das 25fache seines Gewichts, ein 100pfündiger nicht einmal das Dreifache und ein 1972pfündiger nur noch sein eignes Gewicht. Durch Abreißen des Ankers wird die Tragkraft bedeutend geschwächt, und nach öfterm Abreißen bleibt nur ein Anteil, die konstante Tragkraft, zurück, welche aber durch Stoßen, Fallenlassen etc. ebenfalls noch bedeutend geschwächt werden kann.
Wegen der großen Koerzitivkraft des Stahls reicht die bloße Berührung mit einem Magnet zu seiner Magnetisierung nicht hin, sondern öfteres Bestreichen ist erforderlich, indem man z. B., in der Mitte anfangend, mit der einen Hälfte des zu magnetisierenden Stabes oder Hufeisens 10-20mal über den Nordpol, mit der andern Hälfte ebenso oft über den Südpol eines kräftigen Magnets hinstreicht; natürlich erhält die am Nordpol gestrichene Hälfte einen Südpol und umgekehrt.
Die verschiedenen künstlichen Strichmethoden, welche ersonnen wurden, um Stahlstäbe bis zur Sättigung zu magnetisieren, haben ihre Bedeutung verloren, seit man nach Entdeckung des Elektromagnetismus [* 12] (s. d.) über ungleich größere magnetisierende Kräfte als früher gebietet. Ein Stahlstab kann sehr kräftig magnetisiert werden, indem man ihn in der oben angegebenen Weise an den Polen eines Elektromagnets streicht. Man kann einen Stahlstab
[* 2] ^[Abb.: Fig. 1. Magnetnadel.]
[* 2] ^[Abb.: Fig. 2. Magnetisches Magazin mit Anker.] ¶
mehr
aber auch unmittelbar mit Hilfe des Stroms magnetisieren, indem man ihn in eine Drahtrolle steckt und ihn darin, während der Strom durch den Draht [* 14] fließt, einigemal hin- und herzieht, endlich aber, wenn der Stab [* 15] sich gerade wieder mit seinem mittlern Teil in der Rolle befindet, den Strom öffnet und den Stab herausnimmt. Wenn die Magnetisierung nicht richtig ausgeführt wird, bekommt der Magnet nicht bloß an seinen Enden, sondern auch an beliebigen Zwischenpunkten Pole, welche man Folgepunkte nennt.
Astasie, Erd
magnetismus, Deklination.
Hängt man in einiger Entfernung über einer Magnetnadel, welche sich unter dem Einfluß der Erde in die Südnordrichtung eingestellt hat, einen Magnetstab auf, so wird sich derselbe zur Nadel parallel stellen, und beide, Stab und Nadel, werden mit ihren Nordpolen nach Norden weisen. Wird die Nadel aus ihrer Stellung seitlich abgezogen und dann losgelassen, so kehrt sie rasch wieder dahin zurück. Senkt man nun den Magnetstab allmählich herab, so bemerkt man, daß bei einer gewissen Höhe des Stabes über der Nadel letztere das Bestreben, sich einzustellen, verliert und, wenn sie seitwärts abgezogen wird, nicht mehr in ihre frühere Stellung zurückkehrt.
Senkt man den Magnetstab noch tiefer, so kehrt die Nadel ihre Stellung um und zeigt mit ihrem Nordpol nach Süden. Aus diesem Versuch geht hervor, daß die Wirkung der Erde auf die Magnetnadel durch einen in geeigneter Entfernung angebrachten Magnet neutralisiert werden kann. Nähert man nun von untenher der Magnetnadel einen Magnetstab, dessen Südpol nach Norden gerichtet ist, so bemerkt man, daß ihr Bestreben, sich mit dem Nordpol nach Norden zu wenden, zurückkehrt und bei einer gewissen Entfernung dieses zweiten Stabes dieselbe Größe erlangt wie bei alleiniger Wirkung der Erde. Daraus geht hervor, daß die Erdwirkung genau dieselbe ist wie die eines Magnets, dessen Nordpol nach Süden gewendet ist, und daß die Erde hinsichtlich ihrer Wirkung auf eine Magnetnadel durch einen solchen Magnet repräsentiert werden kann und demnach selbst als ein großer Magnet anzusehen ist.
Eine Magnetnadel, welche in der vorhin angegebenen Weise durch Annäherung eines Magnets mit gleichliegenden Polen der Wirkung
des Erd
magnetismus entzogen ist, so daß sie nun jedem Impuls frei zu folgen vermag, heißt astatisch. Denselben Erfolg
erreicht man auch dadurch, daß man zwei ziemlich gleich starke Magnetnadeln
[* 13]
(Fig. 3) so übereinander befestigt, daß die
ungleichnamigen Pole übereinander liegen, und dieses astatische Nadelpaar nun frei schweben läßt.
Denkt man sich durch die magnetische Achse einer in horizontaler Ebene drehbaren Magnetnadel
[* 13]
(Fig. 4), nachdem sich dieselbe
unter dem Einfluß des Erd
magnetismus eingestellt hat, eine Vertikalebene (a b) gelegt, so ist diese der
magnetische Meridian; derselbe macht mit dem astronomischen Meridian (s n) des Beobachtungsorts einen Winkel,
[* 16] welchen man die
magnetische Deklination oder Abweichung nennt; die Deklination hat an verschiedenen Orten der Erdoberfläche ungleiche Werte und
ist östlich oder
[* 13] ^[Abb.: Fig. 3. Astatisches Nadelpaar.]
[* 13] ^[Abb.: Fig. 4. Deklinationsnadel.]
[* 13] ^[Abb.: Fig. 5. Deklinationskarte für 1860.] ¶
Im Brockhaus` Konversationslexikon, 1902-1910
Magnetismus,
[* 2] die Eigenschaft der Magnete (s. d.), Eisen oder eisenhaltige Massen, in schwächerm Maße auch andere Metalle (s. unten) anzuziehen und festzuhalten. An dem als Mineral vorkommenden Magneteisenstein (s. d.) kannte man schon im Altertum die Eigenschaft, kleinere Stücke Eisen anzuziehen. Später entdeckte man, daß sich diese Eigenschaft auch einem Stahlstabe durch Bestreichen mit einem Magnetstein dauernd mitteilen ließ. Eine genauere Untersuchung lehrt nun, daß die von einem solchen Magneten auf das Eisen ausgeübte Anziehung an zwei Punkten desselben besonders stark ist, man bezeichnet dieselben als Pole.
Hängt man einen Magnet an einem Faden [* 17] derart auf, daß die magnetische Achse, d. i. die Verbindungslinie der beiden Pole, horizontal liegt, so kommt der Magnet, welcher sich um eine vertikale Achse dreht, nur in einer bestimmten Lage zur Ruhe, so nämlich, daß die magnetische Achse die Richtung von Norden nach Süden einnimmt. Den bei dieser Stellung des Magneten nach Norden liegenden Pol nennt man Nordpol, den nach Süden gelegenen den Südpol. Hängt man einen Magnet auf die zuvor angegebene Weise an einem Faden auf, oder stellt man ihn auf einer Spitze drehbar auf und nähert die Pole eines zweiten Magneten den Polen des ersten langsam aus der Ferne, so erkennt man, daß die beiden Nordpole einander abstoßen und ebenso die beiden Südpole, während der Nordpol des einen Magneten den Südpol des andern und ebenso umgekehrt anzieht, so daß man das hierauf bezügliche Gesetz kurz so aussprechen kann: gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige Pole ziehen sich an. Denkt man sich die Erde als einen großen Magneten, so läßt sich die Richtung, die eine beweglich aufgehangene Magnetnadel nimmt, als eine Folge der magnetischen Wirkung der Erde auffassen (s. unten). Ein in die Nähe des Pols eines Magneten gebrachtes Stück Eisen wird, wie Äpinus um 1759 fand, ebenfalls magnetisch. (S. Induktion, [* 18] magnetische.)
Örsted gelang es 1820, durch elektrische Ströme magnetische Wirkungen hervorzubringen (s. Elektro
magnetismus). Wenn man
ein magnetisches Stahlstäbchen genauer untersucht, so findet man, daß die magnetische Kraft von den
Polen aus gegen die Mitte zu abnimmt, in der Mitte selbst Null ist (Indifferenzgürtel). Die ganze zum Nordpol
¶
mehr
gehörige Hälfte zeigt sich nordpolarisch, die ganze andere Hälfte südpolarisch. Zerbricht man jedoch einen solchen Stab in der Mitte, so stellt jede Hälfte sofort wieder einen vollständigen Magneten dar, der an dem einen Ende einen Nord-, an dem andern einen Südpol und in der Mitte einen Indifferenzgürtel besitzt. In wie kleine Stücke man einen Magneten auch zerbrechen mag, immer zeigt sich dieselbe Erscheinung. Coulomb nahm (1789) zur Erklärung der magnetischen Erscheinungen zwei unwägbare (s. Imponderabilien) magnetische Flüssigkeiten (eine nördliche und eine südliche) an, die im Eisen und Stahl, solange sie nicht magnetisch, in jedem Teilchen in gleicher Menge miteinander verbunden wären.
Beim Magnetisieren derselben sollten dann diese beiden Flüssigkeiten in jedem Teilchen so geschieden werden, daß die
nordmagnetischen Flüssigkeiten in allen Teilchen nach der einen, die südmagnetischen aber nach der entgegengesetzten Richtung
gewandt wären; ein Übergang dieser Flüssigkeiten ans einem Eisen- oder Stahlteilchen in die andern benachbarten darf, wie
der erwähnte Versuch über das Zerbrechen eines Magnetstabes zeigt, nicht angenommen werden und die
magnetischen Flüssigkeiten verhalten sich also wie die elektrischen Flüssigkeiten in Nichtleitern der
Elektricität.
Nur durch das Zusammenwirten aller nach einer Seite wirkenden nordmagnetischen Flüssigkeiten erhält das an dieser Seite gelegene Ende des Stabes einen Nordpol und dnrch das Zusammenwirken aller nach der entgegengesetzten Seite gerichteten südmagnetischen Flüssigkeiten dieses letztere Ende einen Südpol. Im weichen Eisen steht dieser Scheidung der beiden Flüssigkeiten kein Hindernis entgegen, aber auch ebenso wenig ihrer Vereinigung, wenn sie geschieden waren.
Daher nimmt das Eisen in der Nähe eines Magneten sogleich einen starken an, verliert ihn aber augenblicklich wieder, sobald es von ihm entfernt wird. Im Stahl dagegen tritt dieser Scheidung und ebenso der Wiedervereinigung der beiden Flüssigkeiten ein um so größeres Hindernis entgegen, je härter derselbe ist; man nennt diesen Widerstand des Eisens und Stahls gegen das Magnetischwerden und Entmagnetisieren Koercitivkraft oder Retentionskraft (nach Lamont). Je kohlenfreier und weicher das Eisen, desto kleiner ist die Koercitivkraft; je härter der Stahl, desto größer ist seine Koercitivkraft. Um einen harten Stahlstab zu magnetisieren, bedarf man daher der Einwirkung eines starken Magneten; aber auch nach der Entfernung des letztern bleibt der Stahlstab magnetisch.
Später ersetzten die Gegner unwägbarer Materien oder Fluida diese Hypothese durch die Annahme, jeder
Magnet entstehe aus fertigen, wirr durcheinander liegenden Elementchen, die alle durch das Magnetisieren mit ihren gleichnamigen
Polen nach derselben Richtung gedreht werden, und zwar um so leichter, je kleiner die Koercitivkraft der Materie ist. Als durch
Örsted 1820 ein Zusammenhang zwischen der magnetischen und elektrischen Kraft nachgewiesen war, ging
schon im folgenden Jahre Ampere noch einen Schritt weiter und zeigte, daß alle magnetischen Erscheinungen sich erklären
lassen, wenn man elektrische Ströme annimmt, die jedes Teilchen senkrecht zur Längsachse des Magneten umkreisen. (S. Elektro
magnetismus
und Elektrodynamik.)
[* 20] Die unter dem Namen
Magnetismus zusammengefaßten Wirkungen übt
ein Magnet nicht nur auf Eisen
und Stahl, sondern auch auf einige andere Metalle, wie Nickel, Kobalt, Mangan
u. s. w., aus; man nennt daher diese Metalle,
die von einem Magneten zufolge des in ihnen hervorgerufenen
Magnetismus angezogen werden, magnetische Metalle (Paramagnete).
Ein Magnet übt außerdem auch auf gewisse Körper, z. B. Wismut, Antimon, Zink, Zinn
u. s. w., Abstoßung
aus; man bezeichnet dieselbe mit dem Namen des Dia
magnetismus
[* 21] (s. d.). Diese diamagnetische Einwirkung wird auch
noch sichtbar durch die Drehung der Polarisationsebene, die ein polarisierter Lichtstrahl bei seinem Gange durch einen zwischen
den Polen eines Magneten angebrachten durchsichtigen Körper erleidet. In Deutschland
[* 22] haben sich um die
Lehre
[* 23] vom
Magnetismus außer A. von Humboldt, Gauß und W. Weber auch noch Plücker, Wiedemann
u. a. verdient gemacht. - Über den sog.
Lebensmagnetismus s. Tierischer Magnetismus.
Magnetismus der Erde, Erdmagnetismus, die magnetische Kraft der Erde. Wird an einem beliebigen Punkt der Erdoberfläche eine Magnetnadel frei aufgehängt, so nimmt sie stets eine ganz bestimmte Richtung an und kehrt, wenn sie aus dieser Richtung abgelenkt wurde, mit mehr oder weniger intensiven Schwingungen allmählich in dieselbe zurück. Es kann nur die Erde selbst sein, die der sich überlassenen Magnetnadel mit einer gewissen Kraft oder Intensität die Richtung anweist.
Die Erde erscheint hiernach als ein gewaltiger Magnet. Da nun die ungleichnamigen Magnetpole sich anziehen, während die gleichnamigen sich abstoßen, und da der Nordpol jeder Magnetnadel immer nach Norden weist, so ist der magnetische Südpol der Erde in nördl. Gegenden derselben, der magnetische Nordpol in südlichen zu suchen. Doch bezeichnet der Sprachgebrauch längst den magnetischen Pol der nördl. Halbkugel als den nördlichen und umgekehrt. Die Richtung einer um eine Vertikalachse drehbaren Magnetnadel fällt im allgemeinen nicht mit der des astron.
Meridians des Beobachtungspunktes zusammen, sie bildet vielmehr mit ihr einen Winkel, der Abweichung, Deklination oder auch Variation der Magnetnadel genannt wird. Werden die Punkte, wo die Deklination denselben Winkelwert besitzt, durch Kurven miteinander verbunden, so überzieht sich die Erdoberfläche mit einem System sog. isogonischer Linien oder Isogonen und zerfällt in Gebiete östl. und westl. Deklination, je nachdem die Deklination nach Ost oder West vom astron. Meridian abweicht. Die Grenzlinien dieser Gebiete, wo die Deklination den Wert Null annimmt, heißen Agonen oder Nullisogonen. - Eine durch die Längsachse der ruhenden Magnetnadel gelegte Vertikalebene schneidet auf der Erdoberfläche die Linie des magnetischen Meridians aus.
Indem man wie üblich den Äquator in 360 Grade teilt und von jedem Teilpunkte mit der Magnetnadel polwärts rückt, erhält man das System der magnetischen Meridiankurven. Läßt man endlich die Magnetnadel in der Meridianebene um eine horizontale Achse pendeln, so neigt sie sich in der Ruhelage um einen bestimmten Winkel polwärts unter die Horizontallinie; dieser Winkel heißt die magnetische Inklination oder Neigung. Die Verbindungslinien aller Punkte der Erde mit gleicher Inklination heißen isoklinische Linien oder Isoklinen. Die Linie, längs der die nördl. Inklination in die südliche übergeht, also den Wert ¶
mehr
Null hat, heißt Akline, Nullisokline oder magnetischer Äquator. All diese Linien weichen von denen des astron. Gradnetzes mehr oder weniger ab. Während die Isogonen und die magnetischen Meridiane nach den Magnetpolen der Erde konvergieren, werden diese Punkte von den Isoklinen nach Art der Breitenkreise umschlossen. Bei größerer Annäherung an die Pole neigen sich die Magnetnadeln immer steiler, in den Polen selbst stehen sie schließlich senkrecht. Der magnetische Nordpol ist 1831 von Roß aufgefunden worden in 70° 5,3' nördl. Br. und 96° 45,3' westl. L. von Greenwich auf der Halbinsel Boothia Felix.
Die Lage des magnetischen Südpols ist für dieselbe Zeit annähernd berechnet auf 75° 5,0' südl. Br. und 154° 8,0' östl. L., für die Gegenwart werden beide Punkte angenommen in 70° 30' nördl. Br. und 97° 40' westl. L. oder in 73° 39' südl. Br. und 146° 15' östl. L. (S. Karte der Nordpolarländer.) [* 25] Sie zeigen also in sechs Jahrzehnten eine sehr beträchtliche Lagenveränderung, die Hand in Hand geht mit den säkularen Veränderungen der Deklination, Inklination und Intensität, die alle in langen Perioden langsam und stetig andere Werte annehmen, ohne daß für diese Verschiebungen eine Gesetzmäßigkeit bis jetzt zu erkennen wäre, wie überhaupt der Erdmagnetismus bis zur Stunde eins der wenigst abgeschlossenen und klaren Wissensgebiete bildet. Es hatte z. B. in Paris [* 26] die Deklination 1580 eine östl. Ausweichung von 9° 30'; 1660 hatte sie den Wert Null, 1700 war sie 8° westlich; 1810 hatte sie mit 22° 18' den größten Wert erreicht, seither nimmt sie jährlich um 7,4' ab und beträgt gegenwärtig noch etwas über 15° westlich.
Ähnliches gilt für alle Punkte der Erde, ähnliches auch für die Inklination, die z. B. in Deutschland gegenwärtig jährlich um 1,2 bis 1,8' abnimmt und für die Intensität, d. h. die Stärke, [* 27] mit der die frei aufgehängte Magnetnadel durch die ganze Kraftäußerung der Erde angezogen und in bestimmte Lage versetzt wird. Diese Totalintensität T, die sich in eine Horizontalkomponente H und in eine Vertikalkomponente Z zerlegen läßt, ist, wenn i den Inklinationswinkel bezeichnet, bestimmt durch die Beziehungen T = Z:sin i = H:cos i, und schon hieraus ergiebt sich, daß auch sie säkulare Veränderungen erleidet, und daß also auch die Linien, die Punkte gleicher Intensität verbinden, die isodynamischen Linien oder Isodynamen, sich im Laufe der Zeit verschieben.
Die sämtlichen magnetischen Elemente unterliegen daneben auch noch täglichen Variationen, die mit den Erwärmungsphasen der Erde in der Weise zusammenzuhängen scheinen, daß sie größer werden, wenn Sonnendeklination und geogr. Breite [* 28] des Beobachtungsortes gleichnamig sind, also z. B. in unserm Nordsommer; dann giebt es Lunarvariationen und etwa elfjährige Perioden, offenbar entsprechend derjenigen der Sonnenflecken; endlich zeigen sich sehr häufig ganz unregelmäßige, oft sehr heftige Störungen (magnetische Gewitter), die nicht selten mit elektrischen Entladungen und Polarlichtern zusammenfallen.
Auch lokal treten oft an ganz benachbarten Stellen der Erdoberfläche die größten Verschiedenheiten der magnetischen Erscheinungen auf, so z. B. im Harz, im vulkanischen Kaiserstuhl [* 29] der Rheinebene und an andern Orten, wo Punkte, die nur wenige Schritte auseinander liegen, sich magnetisch ganz verschieden verhalten. Zum Studium der magnetischen Erscheinungen, besonders der Deklination, deren Änderung Columbus 1492 entdeckte, diente früher das Deklinatorium von Gambey, das später durch Gauß' Magnetometer [* 30] (s. d.) ersetzt wurde.
Jetzt hat man, hauptsächlich auch für die Zwecke der so dringend notwendigen magnetischen Landesdurchforschungen, ziemlich
einfache, leicht tragbare magnetische Reisetheodolite. Dem Studium der Inklination dient das Inklinatorium. Trotz vieler und
räumlich weit ausgedehnter Forschungen auf Land- und Seereisen (z.B. gelegentlich der Challenger-Expedition,
auf den internationalen Polarforschungsstationen 1882-83
u. s. w.) ist weder ein Zusammenhang
des Magnetismus der Erde mit der Gesteinshülle noch sonst eine Erklärung der Erscheinungen gewonnen worden, wenn
auch schon 1833 Gauß berechnet hat, daß es zur Hervorbringung der gesamten magnetischen Kraftäußerung auf der Erde
nötig sei, im Innern der Erde 8464 Trillionen je ein Pfund schwerer Magnetstäbe mit parallel gerichteten magnetischen Achsen
oder auf je einen Kubikmeter der Erdmasse acht solcher Stäbe anzunehmen, deren Achse (1830) von 77° 50' nördl. Br. und 116°
29' westl. L. nach 77° 50' südl. Br. und 116° 29' östl. L. gerichtet sein müßte; für die Gegenwart
wäre auch eine Verschiebung dieser Zahlen anzunehmen.
Vgl. Maxwell, Lehrbuch der
Elektricität und des Magnetismus (deutsch von Weinstein, 2 Bde., Berl. 1883);
Kleyer, Lehrbuch des Magnetismus und des Erdmagnetismus (Stuttg. 1885);
Mascart und Joubert, Lehrbuch der
Elektricität und des Magnetismus (deutsch
von Levy, 2 Bde., Berl.
1886-87);
Vogt, Wesen der
Elektricität und des Magnetismus, Tl. 1 (Lpz. 1891);
Joh. Müller, Die Lehre von der
Elektricität und dem
Magnetismus (Mittweida 1893);
Benischke, Magnetismus und
Elektricität mit Rücksicht auf die Bedürfnisse der Praxis (Berl.
1896).
Über Erdmagnetismus: Gauß, Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata (Gött. 1833);
Lamont, Handbuch des Erdmagnetismus (Berl. 1849);
ders., Astronomie [* 31] und Erdmagnetismus (Stuttg. 1851);
Neumayr, Über das gegenwärtig zur Verfügung stehende erd- und weltmagnetische Material (in den «Verhandlungen des 8. Deutschen Geographentags», Berl. 1889);
Eschenhagen, Erdmagnetismus (in der «Anleitung zur deutschen Landes- und Volksforschung», hg. von Kirchhoff, Stuttg. 1889);
Neumayr, Atlas [* 32] des Erdmagnetismus (mit Text, in Berghaus' «Physik. Atlas», Gotha [* 33] 1891).
Seit 1896 erscheint in Chicago vierteljährlich die Zeitschrift Terrestrial magnetism.