Was ist Hysteresis?
Hysteresis bezieht sich auf die verzögerte Reaktion eines Systems auf eine Änderung eines äußeren Faktors. In der Physik und Materialwissenschaft bezieht sich Hysteresis speziell auf das Phänomen, bei dem ein physikalisches System bei Änderung eines externen Faktors, wie beispielsweise der Magnetfeldstärke oder Temperatur, nicht sofort und vollständig in einen neuen Zustand übergeht, sondern eine gewisse Zeit benötigt, um sich anzupassen.
Beispiele von Hysteresis aus der Physik:
Ein bekanntes Beispiel für Hysteresis ist das Verhalten von Ferromagneten. Wenn nun ein Magnetfeld auf einen Ferromagneten angewendet wird, richten sich die magnetischen Momente der Atome des Materials nach dem Feld aus, was zu einer starken Magnetisierung führt. Wenn das Magnetfeld dann abgeschaltet wird, bleibt der Ferromagnet jedoch magnetisiert, und zwar in einem Zustand, der dem ursprünglichen Magnetfeld entspricht. Das bedeutet, dass ein Ferromagnet ein "Gedächtnis" hat, in welcher Richtung das Magnetfeld zuletzt ausgerichtet war. Erst wenn das Magnetfeld stark genug in die andere Richtung geändert wird, wird der Ferromagnet vollständig entmagnetisiert. Ein Beispiel für einen Ferromagneten ist Eisen (Fe). Es kann dauerhaft magnetisiert werden und behält seine magnetische Kraft auch ohne ein äußeres Magnetfeld bei.
Anwendung in der Materialwissenschaft und -technologie
Die Hysteresis wird oft in der Materialwissenschaft und -technologie ausgenutzt, um bestimmte Eigenschaften von Materialien gezielt zu beeinflussen. Zum Beispiel kann das Verhalten von Ferromagneten in der magnetischen Datenspeicherung genutzt werden, um Informationen auf Festplatten oder in Magnetbändern zu speichern.
Wo findet Hysteresis noch Anwendung?
Hysteresis ist jedoch nicht auf den Bereich der Physik und Materialwissenschaften beschränkt. Es gibt auch Beispiele aus anderen Bereichen, wie beispielsweise der Wirtschaft, wo das Verhalten von Märkten und Preisen oft hysteresisartige Effekte aufweist. In der Biologie kann Hysteresis auch auf die verzögerte Reaktion von biologischen Systemen auf Veränderungen der Umweltbedingungen verweisen, wie beispielsweise das Verhalten von Populationen bei Veränderungen von Lebensraum und Nahrungsmittelversorgung.
