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Thema: Spin, wie soll es funktionieren?

  1. #1
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    Standard Spin, wie soll es funktionieren?

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    Hallo Zusammen,

    In letzten Zeiten versuche ich zu verstehen, wie die Welten der Atomen funktionieren. Besonders erstaunlich finde ich, wie Elektronen auf Magnetfelder reagieren. Da kommt es immer zum Umkippen eines Elektronen, wenn es die Bewegungsrichtung vom Nordpol zum Südpol eines Magneten wechselt, oder umgekehrt.

    Deshalb gibt es bei allen Elektronen zwei Spins; +1/2 (Spin "up") und -1/2 (Spin "down").

    Wenn so was einem Planeten nur mal passierte, dann hätte es schon bald mit der Rotation um die Achse aufgehört. Wieso wirken dann diese immer wieder wiederholte Umdrehungen auf Eigenrotation von Elektronen nicht?

    Einiges interessiert mich noch, ob unser Erdmagnetfeld stark genug ist, damit es auf die Umdrehungen von Elektronen bewirken konnte. Irgendwie ist schwer zu vorstellen, dass alle Elektoren in mir plötzlich umkippen, wenn die Bewegungsrichtung vom Norden nach Süden ändere.

    Gruß, Tethys
    Geändert von Tethys (03.05.2013 um 04:15 Uhr)

  2. #2
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    Standard

    Wenn du ein chemisches Element hast wie zB. Silber, dann ändert im (ausreichend starken) Magnetfeld nur genau ein Elektron seinen Spin. Das Pauli-Prinzip sagt den Elektronen, dass sie alle verschiedene Zustände einnehmen müssen. Also nehmen die meisten Elektronen lieber einen kernnahen Zustand mit falschem Spin an, weil die Gesamtenergie viel niedriger ist.
    Übrigens geht der Drehimpuls des Elektrons beim Umklappen nicht verloren. Er geht erst ins Magnetfeld und wird dann in Rotationsenergie der Erde umgewandelt.

  3. #3
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    Standard

    Zitat Zitat von MGZ Beitrag anzeigen
    Wenn du ein chemisches Element hast wie zB. Silber, dann ändert im (ausreichend starken) Magnetfeld nur genau ein Elektron seinen Spin.
    Warum denn das? Silber hat doch ein Leitungsband mit frei beweglichen Elektronen. Der Impuls kann dort ziemlich viele Werte annehmen, so dass der Spin nicht mehr vom Pauli-Prinzip beeinflusst wird. Mit anderen Worten Silber ist magnetisierbar. Welche Art von Magnetismus dabei auftritt weiß ich allerdings auch nicht.
    MfG

  4. #4
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    Standard

    Zitat Zitat von Tethys Beitrag anzeigen
    Besonders erstaunlich finde ich, wie Elektronen auf Magnetfelder reagieren.
    Hallo Tethys,

    du kannst dir ein Elektron wie einen kleinen Magneten vorstellen, der sich in Festkörpern entlang der Feldlinien eines äußeren Magnetfeldes ausrichten kann: http://de.wikipedia.org/wiki/Ising-Modell
    MfG

  5. #5
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    Standard

    Warum denn das? Silber hat doch ein Leitungsband mit frei beweglichen Elektronen. Der Impuls kann dort ziemlich viele Werte annehmen, so dass der Spin nicht mehr vom Pauli-Prinzip beeinflusst wird.
    Nö, die Leitungsbänder sind in erster Näherung (Nulltemperatur) bis zur Fermikante gefüllt, alle Zustände sind doppelt besetzt. Um einen Spin zu kippen, müsste man dem Elektron Energie zuführen. Bei Temperatur hast du dann um die Fermikante rum einfach besetzte Zustände, die du beliebig ausrichten kannst.
    Welche Art von Magnetismus dabei auftritt weiß ich allerdings auch nicht.
    Pauli-Paramagnetismus.

  6. #6
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    Zitat Zitat von Tethys Beitrag anzeigen
    In letzten Zeiten versuche ich zu verstehen, wie die Welten der Atomen funktionieren. Besonders erstaunlich finde ich, wie Elektronen auf Magnetfelder reagieren.
    Hallo Tethys,

    irgendwie denkst Du zu "makroskopisch". Dass man sich die Elektronenbahnen um den Atomkern wie Planetenbahnen um die Sonne vorstellen kann, ist letztlich nur ein Bild, denn bei den Planeten kommt es eher selten vor, dass sich Planeten im gleichen Abstand zur Sonne befinden, was bei den Elektronenbahnen der Regelfall ist.

    Bei Planetenbahnen klappt das nur mithilfe der Lagrangepunkte und auch nur für deutlich masseärmere Körper ("Trojaner"), während die Elektronen allesamt dieselbe Masse (die irrelevant ist) und vor allem dieselbe Ladung aufweisen.

    Entsprechend ist auch die Vorstellung, der Spin sei eine Art Mini-Magnetfeld, primär für die Vorstellung geeignet; so kommen auf den zumindest inneren Elektronenbahnen je ein Spin up und ein Spin-down vor, was wir bei Planeten ja auch nicht vorfinden.

    Die Welt im Kleinen ist also anders als die Welt im Grossen.


    Freundliche Grüsse, Ralf

  7. #7
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    Hallo an alle,

    Es ist sicherlich interessant, wie alles sich in winzigen Atomen dreht. Dank diesen Drehungen besitzt jedes Atomkern ein Magnetfeld. Ich denke aber nicht, dass Elektronen sich entlang den Feldlinien in diesem Magnetfeld bewegen, denn sonst müssten die jedesmal beim Ankommen zu den Polen umkippen.

    Wenn ich dieses Bild sehe, http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:L...t_l%26r_de.png , dann denke ich, dass es am einfachsten für einen Elektron wäre, wenn es sich, genauso wie Planeten, nur senkrecht zu den Feldlinien bewegte. So wird die Eigenrotation jedes Elektronen durch Lorentzkraft unterstützt, vorausgesetzt, wenn Elektronen und Atomkerne sich in gleicher Richtung bewegen.

    Gruß, Tethys.
    Geändert von Tethys (04.05.2013 um 23:25 Uhr)

  8. #8
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    @Tethys
    Zitat Zitat von Tethys Beitrag anzeigen
    dann denke ich, dass es am einfachsten für einen Elektron wäre, wenn es sich, genauso wie Planeten, nur senkrecht zu den Feldlinien bewegte.
    Auch wenn Du weiterhin Scheuklappen aufsetzt und die Realität ausblendest, die Realität passt sich nicht deinen kruden Phantasien an!

    Wie Ralf schon bemerkte:
    Zitat Zitat von ralfkannenberg Beitrag anzeigen
    Die Welt im Kleinen ist also anders als die Welt im Grossen.
    Deine Ignoranz nervt inzwischen gewaltig!

  9. #9
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    Hallo,
    kann mir jemand klären klären, weshalb kommt es zur Entladung von Elektronen, die in obersten Schichten der Erdatmosphäre entlang Magnetfeldlinien hin und her bewegen, nicht?

    Südpol - positiv, Elektronen - negativ, weshalb können die dann keinen Niederlassungsort da finden?
    Gruß, Tethys
    Geändert von Tethys (05.05.2013 um 21:37 Uhr)

  10. #10
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    Zitat Zitat von Tethys Beitrag anzeigen
    kann mir jemand klären klären
    s. xttp://mahag.com/neufor/ (Das x vorne im Browser bitte durch ein h ersetzen)

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