ELEKTRODYNAMIK

82 KAPITEL 5. MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN DER MATERIE
nicht möglich. Man muß sich jeden magnetischen Dipol als Stromschleife vorstellen, durch die alle
Feldlinien verlaufen. Die Folge ist, daß alle Feldlinien eines magnetischen Dipols geschlossene
Schleifen bilden, während die elektrischen Feldlinien von den Monopolen unterbrochen werden.
Der deutlichste Unterschied besteht im Zentrum des Dipols: Dort ist das Magnetfeld parallel, das
elektrische Feld dagegen antiparallel zum jeweiligen Dipolmoment.
Abbildung 5.2: Vergleich der dielektrischen
Polarisation mit der Magnetisierung.
A
Polarisation Magnetisierung
E
+
+ + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + +
+
Oberflächenladung Oberflächenstrom
In Abb. 5.2 wird die Magnetisierung mit der dielektrische Polarisation verglichen. Es wird jeweils
ein Zylinder mit der Länge l und der Querschnittsfläche A in ein homogenes Feld gebracht,
wobei die Zylinderachse parallel zum Feld liegt. Im dielektrischen Fall erscheint eine positive bzw.
negative Flächenladung (σ ) an den Stirnflächen des Zylinders. Das Dipolmoment ist Aσ l und die
Polarisation damit P = σ (Einheiten C m −2 ). Im magnetischen Fall entstehen im Material Kreisströme,
die sich innen gegenseitig aufheben, aber außen zu einem Oberflächenstrom führen. Es
sei i der Oberflächenstrom pro Länge des Zylinders. Das magnetische Dipolmoment des Zylinders
ist (Strom mal Fläche)
p m = ilA = iV,
wo V = lA das Volumen des Zylinders ist. Für die Magnetisierung M gilt also
M = i.
Die Magnetisierung ist also gleich dem Oberflächenstrom pro Längeneinheit (Einheiten: A m −1 ).
Als Folge der oben beschriebenen Unterschiede zwischen elektrischen und magnetischen Dipolen
entsteht im Inneren des magnetisierten Materials ein zusätzliches B-Feld, das parallel zu
M ist, während das zusätzlich E-Feld im Dielektrikum antiparallel zu P ist. In Abb. 5.2 wurde
angenommen, daß M parallel zum B-Feld ist (wie in sog. paramagnetischen Stoffen). In diesem
Fall wird das B-Feld durch die Magnetisierung verstärkt (B ′ > B), während das elektrische Feld
durch die Polarisation abgeschwächt (E ′ < E) wird.
Frage 5.1 Bevor Sie den nachfolgenden Abschnitt lesen, versuchen Sie, die Beziehung zwischen
B, B ′ und M in Abb. 5.2 abzuleiten.
l
E'
B
B'