Exphys1_Quiz15

Magnetismus in Materie

• kann vom Spin der Elektronen erzeugt werden

• ist mit der klassischen Physik erklärbar

• beruht auf quantenmechanischen Effekten

• kann vom Bahndrehimpuls der Elektronen erzeugt werden

Magnetisches Moment

• alle geladenen Elementarteilchen haben ein magnetisches Moment

• das magnetische Moment eines Atoms setzt sich aus dem Moment der Elektronen und dem Moment des Atomkerns zusammen

• das magnetische Moment eines nur mit einem Elektron besetzten Atomorbital ist Null

• das magnetische Moment des Kerns ist von Null verschieden, aber nicht messbar

Die atomaren magnetischen Momente

• sind ohne äußeres Magnetfeld aufgrund thermischer Effekte ungeordnet

• richten sich im äußeren Magnetfeld aus

• sind in den sogenannten Weiß’schen Bezirken parallel ausgerichtet

• sind in den sogenannten Weiß’schen Bezirken ungeordnet

• von benachbarten Weiß’schen Bezirken sind immer antiparallel ausgerichtet

Ferromagneten

• haben immer ungepaarte Elektronen

• verstärken jedes beliebig große Magnetfeld durch Ausrichtung der Weiß’schen Bezirke

• sind immer Permanentmagneten (d.h. ohne äußeres Magnetfeld magnetisch)

• sind die Metalle Eisen (Fe), Nickel (Ni) und Cobalt (Co) (3d-Elemente) und einige ihrer Legierungen

• sind außer den reinen 3d-Elementen nur die reinen 5d-Elemente Gadolinium (Gd) und Samariter (Sm)

Die relative Permeabilität µ

• beschreibt die Magnetisierung eines Materials in einem äußeren Magnetfeld: B=µB_ext

• ist immer > 1

• ist bei ferromagnetischen Materialen >> 1

• kann bei diamagnetischen Materialen < 0 werden

• ist bei paramagnetischen Materialen > 1

In einem Magnetfeld

• wirkt die Lorentzkraft auf bewegte Ladungen

• wirkt ein Drehmoment auf ein magnetisches Moment

• wirkt ein Drehmoment auf eine Leiterschleife, auch wenn gerade kein Strom fließt

• das nicht homogen ist, wirkt auf einen magnetisierbaren Körper eine Kraft in der Richtung des Feldgradienten

• das nicht homogen ist, wirkt auf einen magnetisierbaren Körper eine Kraft senkrecht zum Feldgradienten      

• führt zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit einer Ladung q

• führt zur Ablenkung einer Ladung q auf eine Kreisbahn

Bei der Drei-Finger-Regel

• ist der Daumen die technische Stromrichtung

• ist der Daumen die Bewegungsrichtung von negativen Ladungen

• müssen alle Finger aufeinander senkrecht stehen

• auf einer Kreisbahn, da die Lorentzkraft als Zentripetalkraft wirkt

• das von ihrer Größe und Ausrichtung abhängig ist

• das von der Anzahl ihrer Windungen abhängig ist

• das von der Stromstärke abhängig ist