Magnetische Multipole

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( stationär)

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

Mit

Im stationären Fall folgt aus der Kontinuitätsgleichung:

Mit folgt dann:

Somit verschwindet der Monopolterm in der Theorie

Dipol- Term

mit

und mit

Folgt:

Da

weil der Strom verschwindet ! Somit gibt der Term

keinen Beitrag zum

Also:

Als 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


analog: 2 Punktladungen bedingen ein elektrisches Dipolmoment , welches von der positiven zur negativen Ladung zeigt.

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

Dabei sei die spezifische Ladung

konstant:

Das magnetische Dipolmoment beträgt:

Mit dem 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:

im Feld einer externen magnetischen Induktion

Spürt die 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)