Magnetismus (Steiner)

Die geistigen Hintergründe des Magnetismus

Nach Rudolf Steiner entsteht der Magnetismus dadurch, dass die Kräfte des Klangäthers (auch Chemischer Äther genannt) in den Bereich des unterphysischen niederen Devachans, das das Reich Ahrimans ist, hinuntergestoßen werden:

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Rudolf Steiner begründet auch, warum es sehr gut ist, dass der Mensch keine Wahrnehmungsorgane für die Elektrizität und den Magnetismus hat.

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Physikalische Grundlagen

1820 beobachtete der dänische Physiker und Chemiker Hans Christian Ørsted zufällig während einer Vorlesung, wie ein von elektrischem Strom durchflossener Draht eine Kompassnadel ablenkte. 1831 entdeckte Michael Faraday, dass Prinzip der elektromagnetischen Induktion, wonach ein bewegter Dauermagnet in einer Drahtschleife elektrischen Strom erregt. Damit war klar, dass Elektrizität und Magnetismus eng miteinander verbunden sind. Als Elektromagnetismus bilden sie eine der vier heute bekannten Grundkräfte der Physik. 1861 bis 1864 formulierte James Clerk Maxwell mit den später nach ihm benannten Maxwell-Gleichungen die theoretischen Grundlagen des Elektromagnetismus. Die quantenfeldtheoretische Beschreibung des Elektromagnetismus erfolgt gegenwärtig im Rahmen der Quantenelektrodynamik (QED). Diese wird heute zusammen mit der schwachen Kernkraft (schwache Wechselwirkung) in der vereinheitlichten Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung dargestellt.

Ferromagnetismus, Paramagnetismus, Diamagnetismus

Es gibt unterschiedliche Erscheinungsformen des Magnetismus. Die bekannteste Art ist der Ferromagnetismus, der bei Raumtemperatur bei den Metallen Eisen, Cobalt und Nickel auftritt. Dabei richten sich unterhalb der materialspezifischen Curie-Temperatur $T_{C}$ bzw. $ϑ_{C}$ (benannt nach Pierre Curie) die magnetischen Momente der Atome parallel aus. Die relative magnetische Permeabilität $μ_{r}$ , welche die Durchlässigkeit (lat. permeare „durchgehen, durchdringen“) der Materie für magnetische Felder relativ zu der des Vakuums bestimmt, ist sehr viel größer als 1. Verwandt damit, aber deutlich schwächer ist der Paramagnetismus. Die magnetischen Momente richten sich hier nicht parallel aus, aber $μ_{r}$ ist immer noch größer als 1. In beiden Fällen verstärkt sich das Magnetfeld innerhalb des Stoffes und sie werden in ein inhomogenes äußeres Magnetfeld hineingezogen. Die Grundvoraussetzung dafür sind ungepaarte Elektronen in der Elektronenhülle der Atome und der daraus resultierende Gesamtspin, aus dem sich die magnetischen Momente der Atome ergeben, was praktisch nur bei Übergangsmetallen und Seltenerdmetallen vorkommt.

Beim Diamagnetismus hingegen ist $μ_{r}$ kleiner als 1. Das Magnetfeld wird daher innerhalb eines diamagnetischen Stoffes abgeschwächt und er wird aus einem inhomogenen äußeren Magnetfeld herausgedrängt. Die am stärksten diamagnetischen Stoffe sind Bismut und Kohlenstoff. Paramagnetische Atome habe keine ungepaarten Elektronen in ihrer Hülle. Sie haben daher kein resultierendes magnetisches Moment. Dieses wird erst durch ein äußeres Magnetfeld gegenläufig zu diesem induziert. Da alle Atome (ausgenommen atomarer Wasserstoff immer auch über gepaarte Elektronen verfügt, sind grundsätzlich alle Stoffe auch diamagnetisch. Bei paramagnetischen und ferromagnetischen Stoffen wird dieser Effekt aber durch die resultierenden magnetischen Momente der ungepaarten Elektronen überkompensiert.

Magnetische Feldkonstante

Auch dem Vakuum ist eine magnetische Permeabilität $μ_{0}$ zugewiesen. Dabei handelt es sich um eine physikalische Konstante, die als magnetische Feldkonstante oder auch als Magnetische Konstante, Vakuumpermeabilität oder Induktionskonstante bezeichnet wird:

μ_{0} = 1,256 637 062 12 (19) \cdot 1 0^{- 6} \frac{N}{A^{2}}

Nach den Maxwell-Gleichungen hängt sie mit der elektrischen Feldkonstanten $ε_{0}$ und der Lichtgeschwindigkeit $c$ wie folgt zusammen:

μ_{0} ε_{0} c^{2} = 1 \Rightarrow μ_{0} = \frac{1}{ε_{0} c^{2}}

Magnetische Permeabilität

Die magnetische Permeabilität $μ$ stellt den Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte $\vec{B}$ und der magnetischen Feldstärke $\vec{H}$ her:

\vec{B} = μ \cdot \vec{H}

Die dimensionslose Permeabilitätszahl oder relative Permeabilität $μ_{r}$ ist das Verhältnis der magnetischen Permeabilität $μ$ eines Stoffes zur Vakuumpermeabilität $μ_{0}$

μ_{r} = \frac{μ}{μ_{0}} .

Magnetische Suszeptibilität

Daraus ergibt sich die ebenfalls dimensionslose magnetische Suszeptibilität $χ$ (von lat. susceptibilitas „Übernahmefähigkeit“), die die Magnetisierbarkeit eines Stoffes durch ein äußeres Magnetfeld angibt:

χ = 1 - μ_{r}

Für paramagnetische Stoffe ist $χ > 0$ , für diamagnetische Stoffe ist $χ < 0$ .

Magnetisierung

Mit der magnetischen Feldstärke $\vec{H}$ ergibt sich die Magnetisierung $\vec{M}$ :

\vec{M} = χ \cdot \vec{H}

Der Magnetismus im Gefüge der anderen Grundkräfte der Physik

Fundamentale Wechselwirkungen und ihre Beschreibungen (Theorien in frühem Stadium der Entwicklung sind grau hinterlegt.)
	Starke Wechselwirkung	Elektromagnetische Wechselwirkung		Schwache Wechselwirkung	Gravitation
klassisch		Elektrostatik	Magnetostatik		Newtonsches Gravitationsgesetz
		Elektrodynamik			Allgemeine Relativitätstheorie
quanten- theoretisch	Quantenchromodynamik (Standardmodell)	Quantenelektrodynamik		Fermi-Theorie	Quantengravitation (?)
		Elektroschwache Wechselwirkung (Standardmodell)
	Große vereinheitlichte Theorie (?)
	Weltformel („Theorie von Allem“) (?)

Siehe auch

Literatur

Hans Christian Ørsted: Der Geist in der Natur., München 1850. (Google)
Wilhelm Schmundt: Zwei Grundprobleme des 20. Jahrhunderts, FIU-Verlag (Leider nur noch antiquarisch)
Rudolf Steiner: Das esoterische Christentum und die geistige Führung der Menschheit, GA 130 (1995), ISBN 3-7274-1300-X Vorlage:Vorträge
Rudolf Steiner: Die Welt des Geistes und ihr Hereinragen in das physische Dasein, GA 150 (1980), ISBN 3-7274-1500-2 Vorlage:Vorträge

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