Übungsblatt 9

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Physik 2: Elektrodynamik
Humboldt–Universität zu Berlin, Sommersemester 2015,
Prof. Dr. H. Lacker (VL),
Dr. J. Dietrich, D. Küsters, S. Mölbitz (UE)
Übungsblatt 9
Ausgabe: 8. Juni 2015 online
Falls Sie nicht in die Übung kommen können,
Rückgabe: 15. Juni 2015 bis 09.00 vor dem Raum NEW15/1’415
Aufgabe 1: Magnetfeld innerhalb des Wasserstoffatoms
Wenn sich ein Elektron auf einer Kreisbahn vom Radius 0, 35 · 10−10 m um ein ruhendes
Proton bewegt, wie groß ist das magnetische Feld am Ort des Protons?
Aufgabe 2: Drehmoment auf Leiterschleife im B-Feld
1. Welches Drehmoment wirkt auf eine quadratische Leiterschleife mit Seitenlänge 10 cm,
die in der x − y-Ebene liege und durch die ein Strom der Stärke 0,5 A im Uhrzeigersinn
fließt, wenn ein homogenes Magnetfeld der Stärke 1 T in positive x-Richtung zeigt?
2. Welches magnetische Dipolmoment hat diese Leiterschleife?
Aufgabe 3: Lorentzschaukel
Eine Leiterschlaufe hänge wie in der Skizze dargestellt in der x − y-Ebene und werde von einem Strom der Stärke I = 1 A durchflossen. Zudem liege ein äußeres, homogenes Magnetfeld
der Stärke B = 1 T an, welches in die y-Richtung zeige.
1. Wie groß ist die Kraft auf die Leiterschlaufe?
In welche Richtung zeigt die Kraft, wenn
~
(a) der Strom in -~ex -Richtung und B-Richtung
in -~ey -Richtung
~
(b) der Strom in +~ex -Richtung und B-Richtung
in -~ey -Richtung
~
(c) der Strom in -~ex -Richtung und B-Richtung
in +~ey -Richtung
~
(d) der Strom in +~ex -Richtung und B-Richtung
in +~ey -Richtung
zeigt.
2. Wie weit wird die Schaukel ausgelenkt? Nehmen sie hierfür an, dass nur das Querstück
L eine Masse von m = 10 g besitze.
Bitte wenden!
Abbildung 1: Zu Aufgabe 3): Lorentzschaukel.
~ und B-Felder
~
Aufgabe 4: Brechungsgesetz für H~ und B-Feld
~
Welchen Winkel β gegenüber der Flächennormalen haben Him Medium 2
~
~
mit µ2 bei einen Übergang von Medium 1 mit µ1 nach Medium 2, wenn H- und B-Feld
im Medium 1 den Winkel α gegenüber dem Normalenvektor der Grenzfläche beider Medien
haben?
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