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)