Anzeige
Erschienen in:
2015 | OriginalPaper | Buchkapitel
29. Elektromagnetische Felder und der Spin
verfasst von : Matthias Bartelmann, Dieter Lüst, Andreas Wipf, Anton Rebhan, Björn Feuerbacher, Timm Krüger
Erschienen in: Theoretische Physik
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.
Wählen Sie Textabschnitte aus um mit Künstlicher Intelligenz passenden Patente zu finden. powered by
Markieren Sie Textabschnitte, um KI-gestützt weitere passende Inhalte zu finden. powered by
Kapitelvorwort
Welchen Einfluss haben die elektromagnetischen Potenziale auf quantenmechanische Zustände?
Welche Auswirkungen hat ein homogenes Magnetfeld auf die Zustände und das Energiespektrum geladener Teilchen?
Wie wird der Spin in der Quantenmechanik beschrieben?
In Kap. 22 wurde bereits kurz angesprochen, wie elektromagnetische Felder in der Quantenmechanik zu berücksichtigen sind. In diesem Kapitel werden wir darauf nun genauer eingehen und sowohl allgemeine Prinzipien als auch spezielle Beispiele dazu diskutieren; insbesondere werden wir in Abschn. 29.1 zunächst die Bedeutung der Potenziale untersuchen, die ja in der klassischen Physik nicht direkt beobachtbare Größen sind.
Vor allem der Einfluss von Magnetfeldern, insbesondere der Zeeman‐Effekt (Abschn. 29.2), ist in vielen physikalischen Situationen wichtig – nicht nur in der Astrophysik, wo damit die Stärke des Magnetfeldes auch bei weit entfernten astronomischen Objekten bestimmt werden kann, sondern beispielsweise wohl auch bei Zugvögeln: Laut einer gegenwärtigen Hypothese läuft eine chemische Reaktion in Cryptochrom‐Molekülen in den Augen dieser Vögel je nach Orientierung zum Erdmagnetfeld unterschiedlich ab; auf diese Weise können die Vögel das Magnetfeld also direkt „sehen“ und sich daran orientieren.
Sowohl eine genaue Betrachtung des Zeeman‐Effekts als auch andere experimentelle Ergebnisse, wie beispielsweise die aus dem bekannten Stern‐Gerlach‐Versuch, führen allerdings zu der Erkenntnis, dass bei Elektronen außer ihrer elektrischen Ladung auch das magnetische Moment, das von ihrem Spin herrührt, zu berücksichtigen ist. Der Rest des Kapitels beschäftigt sich deshalb mit der konkreten rechnerischen Behandlung dieses Spins.