1 Bewegte Ladungen 2 Spin-Bahn-Kopplung
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Prof. Dr. Manfred Albrecht Institut für Physik Technische Universität Chemnitz D-09107 Chemnitz 22. April 2008 Magnetismus: Grundlagen und Anwendungen Übungsblatt 3 Besprechung am: Montag, den 28.04., N005, 17:15 Uhr 1 1.1 Bewegte Ladungen ~ und B-Feld ~ E- Ein Elektron bewege sich in einem homogenen elektrischen Feld. Welche Kräfte erfährt es im Laborsystem? Wie sehen die Kräfte vom Standpunkt des Elektrons gesehen aus? 1.2 Zwei Elektronen bewegen sich parallel. Für den ruhenden Beobachter wirken nun sowohl die elektrostatische Abstoßung, als auch eine Lorentzkraft, wenn man Elektron 1 als bewegte Ladung ansieht, in deren Feld sich Elektron 2 bewegt. Wie groß ist diese Kraft? Wie schnell müssen sich die Elektronen bewegen, damit sich die beiden Kräfte kompensieren? Wie sieht das ganze im Bezugssystem eines der beiden Elektronen aus? 2 2.1 Spin-Bahn-Kopplung Standpunkt eines Elektrons Ein Elektron bewege sich mit der Geschwindigkeit ~v = p~/me im elektrostatischen Feld eines Protons. Berechnen Sie das Magnetfeld, welches das Elektron im Feld des Protons erfährt (Sie können hierzu annehmen, daß sich das Elektron geradlinig bewegt). 2.2 Das magnetische Moment des Elektrons wechselwirkt mit diesem Feld. Berechnen Sie die Wechselwirkungsenergie. Setzen sie vernünftige“ Werte für Bahn und Spinmoment ein ” und vergleichen Sie mit der elektrostatischen Bindungsenergie. 2.3 Thomas-Präzession oder der Faktor 1/2 Das Elektron bewegt sich aber nicht geradlinig – was bedeutet das konzeptuell für den Übergang zwischen dem Laborsystem und dem Bezugssystem des Elektrons? Vortrag: (ca. 10 Minuten, 3-4 Folien, bei Fragen einfach in P172 vorbeischauen) Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise eines Vibrating Sample Magnetometer (VSM). (Siehe, z. B. http://www.el.utwente.nl/tdm/istg/research/vsm/ )
