Magnetische Multipole

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{{#set:Urheber=Prof. Dr. E. Schöll, PhD|Inhaltstyp=Script|Kapitel=2|Abschnitt=4}} __SHOWFACTBOX__


(stationär)[edit | edit source]

Ausgangspunkt ist

(mit der Coulomb- Eichung )


mit den Randbedingungen

für r→ unendlich

Taylorentwicklung nach

von analog zum elektrischen Fall:

Die Stromverteilung sei stationär für

Monopol- Term[edit | edit source]

Mit

Im stationären Fall folgt aus der Kontinuitätsgleichung{{#set:Fachbegriff=Kontinuitätsgleichung|Index=Kontinuitätsgleichung}}:

Mit folgt dann:

Somit verschwindet der Monopolterm in der Theorie.

Dipol- Term[edit | edit source]

mit und mit

Folgt:

Da

weil der Strom verschwindet! Somit gibt der Term

keinen Beitrag zum

Also:

Als Dipolpotenzial{{#set:Fachbegriff=Dipolpotenzial|Index=Dipolpotenzial}}!!

das magnetische Dipolmoment!

Analog zu

dem elektrischen Dipolmoment

Die magnetische Induktion des Dipolmomentes ergibt sich als:

Wegen:

mit

Analog ergab sich als elektrisches Dipolfeld:

Beispiel: Ebene Leiterschleife L:


Mit I = Strom durch den Leiter

Dabei ist

die Normale auf der von L eingeschlossenen Fläche F

Also: Ein Ringstrom bedingt ein magnetisches Dipolmoment{{#set:Fachbegriff=magnetisches Dipolmoment|Index=magnetisches Dipolmoment}}


analog: 2 Punktladungen bedingen ein elektrisches Dipolmoment

,
welches von der positiven zur negativen Ladung zeigt.


Bewegte Ladungen[edit | edit source]

N Teilchen mit den Massen mi und den Ladungen qi bewegen sich.

Dabei sei die spezifische Ladung konstant:

Das magnetische Dipolmoment{{#set:Fachbegriff=magnetische Dipolmoment|Index=magnetische Dipolmoment}} beträgt:

Mit dem Bahndrehimpuls{{#set:Fachbegriff=Bahndrehimpuls|Index=Bahndrehimpuls}} :

gilt aber auch für starre Körper!

  • Allgemeines Gesetz!

Jedoch gilt dies nicht für den Spin eines Elektrons!!!

Somit ist der Spin nicht vollständig durch die Vorstellung von einer rotierenden Ladungsverteilung zu verstehen!

Kraft auf eine Stromverteilung[edit | edit source]

im Feld einer externen magnetischen Induktion{{#set:Fachbegriff=magnetischen Induktion|Index=magnetischen Induktion}} :

Spürt die Lorentzkraft{{#set:Fachbegriff=Lorentzkraft|Index=Lorentzkraft}}

Talyorentwicklung liefert:

im stationären Fall gilt wieder:

(keine Monopole)

Also:

Man fordert:

(Das externe Feld soll keine Stromwirbel im Bereich von haben:

(Vergl. S. 34)