Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

q v r
m =
r
⋅ ⋅ ⋅ π
2π
⋅
2
Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 171
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
q
q v r
m L
1
= ⋅ ⋅ =
2 2 ⋅ el
Das magnetische Moment eines Atoms ist bei klassischer Betrachtungsweise gegeben durch den Drehim-
puls, den das Elektron besitzt:
m
q
m L =
2 ⋅ el
Diese Beziehung gilt auch für die Quantentheorie, nur wird dort der Drehimpuls mit quantentheoretischen
Verfahren berechnet. Darüber hinaus besitzt ein Elektron zusätzlich einen Spin, dessen magnetisches Mo-
ment gerade doppelt so groß ist wie das Moment des Bahndrehimpulses (Nur quantentheoretisch erklärbar).
In der Quantentheorie ist der Drehimpuls eines Elektrons quantisiert. Das magnetische Moment lässt sich
schreiben als:
e⋅
h
m = −
2⋅
m
el
L L
= −μB
h h
−24
2
wobei μ B = 9, 27 ⋅10 A ⋅m
das Bohrsche Magneton, h = h
2π
sche Wirkungsquantum sind.
−
und h = 6 63 ⋅10
Js
34
, das Planck-
Wenn alle magnetischen Momente im Material durch das äußere Feld ausgerichtet sind, so weist das Mate-
rial eine Sättigungsmagnetisierung MS auf.
8.4.2 Magnetisierung und magnetische Suszeptibilität
Wird ein Material in ein Magnetfeld gebracht, so werden die magnetischen Momente (sowohl die induzierten
als auch die permanenten) ausgerichtet. Das Material ist magnetisch. Die Magnetisierung des Materials
wird durch das resultierende magnetische Moment pro Volumeneinheit definiert.
Magnetisierung: M dm
=
dV
Je nach Art der Magnetisierung ist die Magnetisierung dem äußeren Feld gleichgerichtet und verstärkt die-
ses (Ausrichtung vorhandenen magnetischer Momente) oder dem äußeren Feld entgegengerichtet und
schwächt dieses (induzierte magnetische Momente).
Das resultierende Feld ergibt sich somit zu B = B0 + μ 0 ⋅M
wobei B0 das äußere originäre Magnetfeld ist.
In diesem Zusammenhang wird eine weitere magnetische Größe eingeführt, die
magnetische Feldstärke H: B = μ ⋅ ( H+ M)
Unterscheidung von B und H
0