Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Einstein/de Haas-Effekt Barnett-Versuch Beth-Versuch Hauptseminarvortrag von Michael Buser Am 26. November 2002.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Einstein/de Haas-Effekt Barnett-Versuch Beth-Versuch Hauptseminarvortrag von Michael Buser Am 26. November 2002."—  Präsentation transkript:

1 Einstein/de Haas-Effekt Barnett-Versuch Beth-Versuch Hauptseminarvortrag von Michael Buser Am 26. November 2002

2 Materie im Magnetfeld Ferromagnetismus ( >>1) Weißschen Bezirke Blochwände Barkhausen-Sprünge Paramagnetismus ( >1) Diamagnetismus ( <1)

3 Magnetisches Moment der Bahnbewegung

4 Gyromagnetischer Faktor Klassische Definition Bedeutung Verhältnis von magnetischem Moment zum Drehimpuls Beziehung zum Bahnmoment

5 Experiment von Einstein und de Haas Versuchsaufbau -Kondensator -Spule -Drehbar gelagerter Eisenstab -Anzeigevorrichtung

6 Experiment von Einstein und de Haas Überlegung Vorher Stromstoß durch die Spule, Magnetisierung des Stabes Nachher Aus Drehimpulserhaltung folgt:

7 Ergebnis der Messungen Erwartet: Klassische Beziehung von Drehimpuls und magnetischem Moment stimmt mit der quantenmechanischen überein Gemessen: Ferromagnetische Eigenschaft rührt nicht vom Bahndrehimpuls her

8 Relativistische Quantenmechanik Bisher Schrödinger-Gleichung (nicht relativistisch) Diracgleichung (relativistisch, Fermi-Teilchen)

9 Relativistische Quantenmechanik Spinoperator Drehimpulserhaltung Heisenbergsche Bewegungsgleichung (Elektron)

10 Elektronenspin Gyromagnetischer Faktor (Näherung) Genaue Herleitung mit Korrektur aus der Quantenelektrodynamik

11 Materie im Magnetfeld Ferromagnetismus vom Elektronenspin verursacht Pauligleichung Anlegen eines Magnetfeldes in z-Richtung

12 Barnett-Versuch Kurze Drehung eines Eisenstabes Ausrichten der Elektronenspins Magnetisierung des Stabes Umkehrung des Einstein/de Haas Effekt

13 Relativistische Quantenmechanik Klein-Gordon Gleichung Relativistische Gleichung für Teilchen mit geradzahligem Spin (Bosonen) z.B.: Photonen mit Spin +/-1

14 Beth-Versuch Nachweis des Photonenspins Dazu notwendig: Wechselwirkung von Photonen mit Materie Experimente mit Mikrowellenstrahlung Laser

15 Polarisation von elektromagnetischen Wellen Lineare Polarisation (Spin 0)

16 Polarisation von elektromagnetischen Wellen Zirkulare Polarisation (Spin +/-1)

17 Polarisation von elektromagnetischen Wellen Überlagerung von zirkular pol. Wellen Lineare Pol. Elliptische Pol. Überlagerung beider Wellen

18 Der elektrische Dipol Maxwellgleichungen Lorenzkraft Linear pol. Welle: Spin 0 Zirkulare Welle: Spin +/-1 (Homogene Gl.) (Inhomog. Gl.)

19 Der elektrische Dipol Drehbarer Dipol im elektrischen Feld

20 Der elektrische Dipol Phasenverschiebung Frequenzverschiebung Dipolstrahlung

21 Der elektrische Dipol Umkehrung des Versuches Bisher: Energieübertrag von Welle auf Dipol Verschiebung zu niedrigeren Frequenzen Jetzt: Energieübertrag von Dipol auf Welle Verschiebung zu höheren Frequenzen

22 Versuchsaufbau von P. J. Allen Klystron Isolator Detector Dual-Mode Transducer Load Quarter-Wave Plate Dipol Rotor

23 Versuchsaufbau von P. J. Allen Dipollagerung Reflektor

24 Versuchsaufbau von P. J. Allen Messung der Dipolrotation Dipolrotation Frequenzverschiebung Verlagerung der Extrema im Hohlraumresonator Detektion

25 Versuchsaufbau von P. J. Allen Messergebnisse

26 Laserexperimente Rotation von Moleküle durch Laserbestrahlung Center for Optics Photonics and Lasers, Laval University

27 Laserexperimente Homeotropic cell of nematic liquid crystal

28 Laserexperimente BS: beam splitter /2: half wave plate PBS: polarizational beam splitter /4: quarter wave plate E c : recombined beamM1-M4: Mirrors E cp : counter propagating beamLC: the nematic liquid crystall cell

29 Experiment von Beth Rotation eines Makroskopischen Körpers /2:rotierende Platte H: Halter (supraleitend) B: Magnetisches Feld R: Rechtzirkular pol. Welle L: Linkszirkular pol. Welle Energieübertrag von Welle auf Platte Rotverschiebung

30 Literatur J. H. Poynting, Proc. Roy. Soc. 182 (1909) 560 Böhm/Scharmann, Höhere Experimentalphysik, VCH, Weinheim R. Beth, Phys. Rev. 48 (1935) 471 R. Beth, Phys. Rev. 50 (1936) 115 P. J. Allen, Am. J. Phys. 74 (1966) 1105 M. E. J. Friese, Phys. Rev. A54 (1996) Skript: Risken, Quantenmechanik I Sktipt: W. P. Schleich, Elements of QED


Herunterladen ppt "Einstein/de Haas-Effekt Barnett-Versuch Beth-Versuch Hauptseminarvortrag von Michael Buser Am 26. November 2002."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen