Ein Magnetfeld ist ein physikalisches Phänomen. Es ist überall vorhanden, wo Magnete existieren, wo die Erdanziehung wirkt oder wo elektrische Leiter von Strom durchflossen werden. Insofern sind wir alle ständig von Magnetfeldern umgeben. Die elektromagnetische Wechselwirkung gehört zu den sogenannten vier Grundkräften der Physik demzufolge sind Magnetfelder offensichtlich wichtige Bausteine des Universums und der Galaxien. Jüngste Forschungen bestätigen das und belegen, dass Magnetismus im Universum eine weitaus wichtigere Rolle spielt, als bisher vermutet.

Dauermagneten verursachen magnetische Felder, elektrische Leiter verursachen magnetische Felder und zeitliche Änderungen eines elektrischen Feldes verursachen ebenfalls magnetische Felder. Warum ist in dieser Aufzählung der Erdmagnetismus nicht explizit erwähnt? Weil er von der Kategorie „elektrische Felder“ bereits beschrieben wird. Das Magnetfeld unseres Planeten entsteht aus der magnetischen Wirkung des Erdkerns. Der ist aus Eisen und er dreht sich ständig, wie ein Dynamo. Der Dynamo erzeugt gigantische elektrische Ströme und diese erzeugen das Magnetfeld, welches den Planeten vor tödlicher Strahlung aus dem All schützt. Würde das Magnetfeld zusammenbrechen, dann würde nach kurzer Zeit das Leben auf unserem Planeten aussterben.

Nordlichter entstehen durch das Auftreffen von Sonnenpartikeln auf das Magnetfeld der Erde.

Nordlichter entstehen durch das Auftreffen von Sonnenpartikeln auf das Magnetfeld der Erde.

Der Aufbau eines magnetischen Feldes lässt sich an Hand der Feldlinien veranschaulichen. Jeder kennt das Experiment mit einem Dauermagneten und Eisenspänen, bei dem sich die Eisenspäne entlang der Feldlinien ablagern. Führt man das Experiment in dünnflüssigem und durchsichtigem ÖL durch, dann hat man ein dreidimensionales Ergebnis. Der Abstand zwischen den Feldlinien gibt Auskunft über die Stärke des Magnetfeldes. Je geringer der Abstand zwischen den Feldlinien ist, um so stärker ist das Magnetfeld.

Die magnetische Flussdichte ist die physikalische Größe für die Flächendichte des magnetischen Flusses, der senkrecht durch ein Flächenfeld tritt. Man bezeichnet diese auch als Induktion oder deffiniert die Flussdichte als Magnetfeld. Bewegt man eine Ladung in einem magnetischen oder elektrischen Feld senkrecht zu den Feldlinien, dann tritt die sogenannte Lorentzkraft auf. Sie wirkt auf die Ladung und kann sie ablenken. Parallel zu den Feldlinien entsteht keine Lorentzkraft. Nach der Lenzschen Regel wird durch die Änderung eines magnetischen Flusses wiederum eine Spannung induziert, möglicherweise verbunden mit mechanischen Kraftwirkungen und nach dem Prinzip der elektrognetischen Induktion – entdeckt von Michael Faraday – entsteht ein elektrisches Feld, wemnn sich die magnetische Flussdichte ändert. Wer sich bis zu diesem Punkt in das Wissen über die Wirkungen und Wechselwirkungen des Magnetismus vorgearbeitet hat, der stößt an eine Welt komplizierter Formeln, Gleichungen und Berechnungsmöglichkeiten. Was aber genau bei der Entstehung eines magnetischen Feldes passiert, das wissen wir nicht. Photonen, welche ebenso die Träger von Lichtenergie, wie die von magnetischer Energie sind, existieren nur in der Bewegung. Stehen sie still, dann verschwinden sie. Deshalb sind sie schwer zu messen.