Warum haften Magnete an Kühlschränken?

Die Kraft, die einen Magneten am Kühlschrank festhält, ist die gleiche Kraft, die Motoren dreht und Strom in elektrischen Generatoren induziert. Kühlschrankmagnete sind eine Haushaltsanwendung der Gesetze von Elektrizität und Magnetismus.

Atome enthalten subatomare Teilchen, sogenannte Elektronen, die sich in Regionen um den Kern des Atoms befinden, die als Orbitale bezeichnet werden. Elektronen haben eine Eigenschaft namens Spin, die dem Drehimpuls eines rotierenden Objekts entspricht. Da Magnetfelder durch Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt werden, können Elektronen ein Magnetfeld erzeugen.

Zwei Elektronen im selben Orbital haben einen entgegengesetzten Spin, sodass sich ihre Magnetfelder aufheben. Atome ferromagnetischer Materialien wie Eisen haben in einigen ihrer Orbitale ungepaarte Elektronen; Diese ungepaarten Elektronen erzeugen Magnetfelder. Normalerweise sind diese Felder zufällig ausgerichtet, so dass kein Nettomagnetfeld vorhanden ist. Wenn die Atome im Eisen jedoch durch ein externes Magnetfeld ausgerichtet sind, zeigen sie alle in die gleiche Richtung und das Eisen wird magnetisiert.

Kühlschrankmagnete bestehen aus schwach ferromagnetischen Keramiken wie Bariumferrit oder Strontiumferrit. Das vom Kühlschrankmagneten erzeugte Magnetfeld richtet die Spins ungepaarter Elektronen in Metallatomen im Kühlschrank so aus, dass der Magnet und die Kühlschranktür voneinander angezogen werden. Diese Kraft hält den Magneten am Kühlschrank fest.