Experimentalphysik III (Atomphysik)

44 Kapitel 3. Licht als elektromagnetische Welle, Wechselwirkung mit Materie
3.3.2 Magnetische Dipolstrahlung
Eine weitere Form der Dipolstrahlung ergibt sich, wenn sich nicht ein elektrisches, sondern ein
magnetisches Dipolmoment (m = I · A) zeitlich ändert, z.B. durch periodische Schwingungen
eines Kreisstroms.
m(t) =m 0 sin ωt = I 0 A sin ωt
mit A als die vom Kreisstrom I umflossene Fläche.
Das führt zu Ausdrücken für � E und � B, die analog denen bei elektrischen Dipolstrahlung sind,
nur daß in den Ausdrücken anstelle von p0 jetzt m0
c steht und im Feld � E– und � B–Vektor ihre
Plätze tauschen:
(t) 1 m
Prad =
3
2 �
0 ω
�4 . (3.3.4)
4πε0c c
Dipol
Abb. 3.11: Strahlungscharakteristik und Polarisation eines magnetischen Dipols.
Analog für den in der xy–Ebene rotierenden magnetischen Dipol.
Ausbreitungsrichtung
�r
3.3.3 Unterschied zwischen elektrischer und magnetischer Dipolstrahlung
In beiden Fällen ist die Strahlungscharakteristik gleich, und in beiden Fällen bilden � E, � B, �r ein
Dreibein. Bei Betrachtung der beiden Strahlungsfelder stellen wir dennoch einen Unterschied
fest.
Abb. 3.12: Strahlungsfeld des elektrischen und des magnetischen Dipols.
Betrachten wir zunächst das Strahlungfeld des elektrischen Dipols. Der � E–Vektor zeigt dort im
rechten und linken Halbraum in die gleiche Richtung. Der � B–Vektor dagegen wechselt beim
Übergang vom rechten in den linken Halbraum das Vorzeichen. Beim Strahlungsfeld des magnetischen
Dipols finden wir unter vertauschten Rollen das gleiche Bild.
Damit kann man beide Strahlungsfelder durch eine Spiegelung am Ursprung (Paritätstransformation)
unterscheiden. Dabei müssen wir folgendes beachten: Spiegelt man einen polaren Vektor