Magnetisierung

Physikalische Größe
Name	Magnetisierung
Formelzeichen	${\displaystyle {\vec {M}}}$
Größen- und Einheitensystem Einheit Dimension SI A·m−1 L−1 ${\displaystyle \cdot }$ I

Die Magnetisierung ${\displaystyle M}$ ist eine physikalische Größe zur Charakterisierung des magnetischen Zustands eines Materials. Sie ist ein Vektorfeld, das die Dichte von permanenten oder induzierten magnetischen Dipolen in einem magnetischen Material beschreibt und berechnet sich als das magnetische Moment ${\displaystyle {\vec {m}}}$ pro Volumen ${\displaystyle V}$:

${\displaystyle {\vec {M}}={\frac {\mathrm {d} {\vec {m}}}{\mathrm {d} V}}}$

Die Magnetisierung beschreibt den Zusammenhang zwischen der magnetischen Flussdichte ${\displaystyle {\vec {B}}}$ und der magnetischen Feldstärke ${\displaystyle {\vec {H}}}$:

${\displaystyle {\vec {B}}=\mu _{0}\left({\vec {H}}+{\vec {M}}\right)\ =\mu {\vec {H}}}$

Dabei ist ${\displaystyle \mu _{0}}$ die magnetische Feldkonstante und ${\displaystyle \mu }$ die Permeabilität. Das Produkt ${\displaystyle \mu _{0}{\vec {M}}}$ heißt „magnetische Polarisation“.^[1]

Diese Beziehungen gelten im SI-System. Im Gaußschen CGS-System hingegen lautet die Definition: ${\textstyle {\vec {B}}={\vec {H}}+4\pi {\vec {M}}}$. Im Folgenden wird durchgängig das SI verwendet.

In diamagnetischen Materialien ist ${\displaystyle \mu <\mu _{0}}$, die Magnetisierung ist dem erzeugenden Feld entgegengerichtet; in paramagnetischem Material ist ${\displaystyle \mu >\mu _{0}}$, Magnetisierung und Feld sind gleich gerichtet.

Die – praktisch wichtigste – ferromagnetische Magnetisierung ist wesentlich größer als paramagnetische Magnetisierung (${\textstyle \mu \gg \mu _{0}}$) und nicht proportional der Feldstärke ${\displaystyle H}$ (vgl. Skizze rechts), d. h. ${\displaystyle \mu }$ ist hier keine Konstante, sondern selbst von ${\displaystyle H}$ abhängig. ${\displaystyle {\vec {M}}}$ und ${\displaystyle {\vec {H}}}$ sind gleich gerichtet, aber nicht immer ganz parallel. Ein ferromagnetischer Körper kann permanentmagnetisch sein.

Jede Magnetisierung kommt durch die Ausrichtung von Elementarmagneten zustande. Da ein Körper nur endliche viele Elementarmagnete enthält, gibt es eine Sättigungsmagnetisierung, die auch in einem beliebig starken äußeren Feld nicht überschritten werden kann. Große praktische Bedeutung hat dies beim Ferromagnetismus (siehe Sättigung).

1. ↑ Referenzfehler: Ungültiges <ref>-Tag; kein Text angegeben für Einzelnachweis mit dem Namen DIN1324.