pdf_(7,18_MB) - Allgemeine und theoretische Elektrotechnik
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Magnetfeld <strong>und</strong> Materie IV<br />
Diamagnetismus<br />
(2) Das Atom im externen Magnetfeld:<br />
<br />
B<br />
<br />
v1<br />
r <br />
0<br />
Fm1<br />
i 1<br />
e<br />
<br />
v 2<br />
i z<br />
2<br />
r<br />
Fm2<br />
<br />
B 0 <br />
<br />
v 1<br />
v 2<br />
<br />
i 1<br />
i 2<br />
• Im externen Magnetfeld erfahren die Elektronen<br />
eine nach aussen oder innen gerichtete<br />
Lorentzkraft (Folie <strong>18</strong>0):<br />
<br />
F mi<br />
= e v i<br />
B<br />
( )<br />
• Im Gleichgewichtsfall müssen diese Kräfte<br />
durch die Zentrifugalkräfte der Elektronen<br />
kompensiert werden.<br />
• Bahndrehimpuls ist quantisiert (fester Wert),<br />
d.h. die Bahnradien r 0 bleiben konstant.<br />
• Elektronen müssen daher ihre Bahngeschwindigkeit<br />
ändern (v 1 , v 2 ), damit das<br />
Gleichgewicht erhalten bleibt.<br />
• Kreisströme ändern sich auch (i 1<br />
, i 2<br />
).<br />
Magnetfeld <strong>und</strong> Materie V<br />
Diamagnetismus<br />
(3) Klärung eines vermeintlichen Widerspruchs:<br />
-224-<br />
-225-<br />
Folie 224: Bahndrehimpuls der Elektronenbahn<br />
bleibt konstant. Elektronengeschwindigkeit<br />
muss sich im externen B-Feld aber ändern.<br />
• Das Elektron kann zusätzlich Geschwindigkeit<br />
aufnehmen, ohne dass der Bahndrehimpiuls<br />
verändert wird, indem eine «anders gerichtete»<br />
Drehbewegung überlagert wird.<br />
• Diese «anders gerichtete» Drehbewegung<br />
kann in der Form einer Präzession des Atoms<br />
«implementiert» werden.<br />
• «Drall» der Elektronenbahn bleibt konstant,<br />
obwohl das Elektron von Aussen besehen die<br />
Geschwindigkeitsänderung v erfahren hat.<br />
29
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