Ergänzende Informationen zur magnetischen Suszeptibilität

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Prof. Dr. Jürgen Eschner
Bau E26 Zi. 3.02
T +49 (681) 302 58016
k [email protected]
Ergänzende Informationen zur magnetischen Suszeptibilität
behandelt in [1].
Bei genauerem Betrachten der Definition der magnetischen Suszeptibilität χ und der
aufgeführten Werte für bestimmte Stoffe in Tabelle 3.2 in [1] fällt auf, dass speziell
bezüglich der angegebenen Einheiten und deren Erklärung einige Unklarheiten auftreten.
Nach dem Durchsehen vergleichbarer Lehrbücher und sonstiger Fachliteratur wurde
schnell klar, dass gerade bezüglich dieser Materielkonstante massive Abweichungen
in unterschiedlichen Quellen auftreten, die größtenteils durch die Verwechslung oder
falsche Anwendung der zwei gängigen Maßeinheitssysteme [SI] und [cgs] auftreten. So
auch für den Fall der Tabelle in [1], bei der sich herausstellte, dass schon in der angegebenen Quelle [2] die beiden Maßeinheitssysteme vertauscht wurden, neben weiteren
Fehlern.
Als in sich konsistent und außerdem in Übereinstimmung mit zwei weiteren glaubwürdigen Quellen, hat sich der englischsprachige Wikipedia-Artikel [3] zu dem Thema herausgestellt. Speziell die tabellarisch aufgeführten Suszeptibilitäten unterschiedlicher
Materialien scheinen korrekt zu sein und auch die Bemerkungen zu den unterschiedlichen Einheitensystemen [SI] und [cgs] schaffen Klarheit.
Zusammenfassend kann man sagen, dass die magnetische Suszeptibilität χ dimensionslos ist. Sie ist eine Materialkonstante, die das Verhältnis von Magnetisierung M
und magnetischer Erregung H angibt. Typischerweise wird diese dimensionslose Suszeptibilität auch als volumenbezogenene magnetische Suszeptibilität bezeichnet. Interessiert man sich jedoch dafür, wie ein makroskopischer Körper, dessen Dichte keine
Materialkonstante ist, ein externes Magnetfeld B beeinflusst, so ist es oft sinnvoll,
χ in Abhängigkeit der Massendichte oder der molaren Dichte der Substanz anzugeben. Dies sind dann die sogenannte massenbezogene magnetische Suszeptibilität
χm = χ/ρm [m3 /kg] und die molare magnetische Suszeptibilität χmol = χ/ρmol [m3 /mol]
(angegebene Einheiten im SI-System). Diese Größen können dann mit Hilfe der Massendichte ρm und der molaren Dichte ρmol in die dimensionslose Größe χ umgerechnet werden. Dieser Zusammenhang gilt so für sich auch im cgs-System, nur bei der
Umrechnung zwischen cgs und SI müssen die entsprechenden Umrechnungsfaktoren
berücksichtigt werden [3].
web: http://www.uni-saarland.de/physik/eschner
Literaturverzeichnis
[1] Demtröder Experimentalphysik 2, 5. Auflage, Kap. 3.5.2
[2] H. Stöcker: Taschenbuch der Physik (Harri Deutsch, Frankfurt 1994)
[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_susceptibility
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