Magnetische Energie
Im 19. Jahrhundert wurde eine der größten Entdeckungen in der Geschichte der Physik von dem schottischen Physiker James Clerk Maxwell gemacht. Während er die verwirrende Natur von Magnetismus und Elektrizität untersuchte, schlug er eine radikal neue Theorie vor. Elektrizität und Magnetismus, die lange Zeit als getrennte Kräfte galten, waren in Wirklichkeit eng miteinander verbunden. Das heißt, jeder elektrische Strom ist mit einem Magnetfeld verbunden, und jedes sich ändernde Magnetfeld erzeugt seinen eigenen elektrischen Strom. Maxwell drückte dies in einer Reihe von partiellen Differentialgleichungen aus, die als Maxwellsche Gleichungen bekannt sind und die Grundlage sowohl für elektrische als auch für magnetische Energie bilden.
Dank Maxwells Arbeit werden magnetische und elektrische Energie besser als eine einzige Kraft betrachtet. Zusammen sind sie das, was man als elektromagnetische Energie bezeichnet – also eine Energieform, die sowohl elektrische als auch magnetische Komponenten hat. Sie entsteht, wenn man einen magnetischen Strom durch einen Draht oder ein anderes geeignetes Material fließen lässt und so ein Magnetfeld erzeugt. Die erzeugte magnetische Energie kann genutzt werden, um andere Metallteile anzuziehen (wie in vielen modernen Maschinen mit beweglichen Teilen) oder um Strom zu erzeugen und zu speichern (Wasserkraftwerke und Batterien).
Seit dem 19. Jahrhundert haben Wissenschaftler erkannt, dass viele Arten von Energie in Wirklichkeit Formen elektromagnetischer Energie sind. Dazu gehören Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, sichtbares Licht (d.h. Photonen), ultraviolettes Licht, Infrarotstrahlung, Radiowellen und Mikrowellen. Diese Formen der elektromagnetischen Energie unterscheiden sich nur durch ihre Wellenlänge und Frequenz. Die Formen mit kürzeren Wellen und höheren Frequenzen sind eher schädlich, wie z. B. Röntgen- und Gammastrahlen, während die Formen mit längeren Wellen und kürzeren Frequenzen, wie z. B. Radiowellen, eher harmlos sind.
Mathematisch lässt sich die Gleichung zur Messung der Leistung eines Magnetfelds wie folgt ausdrücken: V = L dI/dt + RI, wobei V für das Volumen, L für die Induktivität, R für den Widerstand, I für die Ladung, dI für die Veränderung der Ladung und dt für die Veränderung über die Zeit steht.
Hier sind einige Artikel über magnetische Energie, die für Universe Today geschrieben wurden.
Behind the Power and Beauty of Northern Lights
Magnetic Fields in Inter-cluster Space: Measured at Last
Wenn Sie mehr über magnetische Energie erfahren möchten, lesen Sie diese Artikel:
Wikipedia-Eintrag über magnetische Energie
Mehr Informationen über magnetische Energie
Wir haben auch eine ganze Folge von Astronomy Cast über Magnetismus aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 42: Magnetismus überall.