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Magnetisches Dipolmoment

1820
Laboraufbau zur Untersuchung des magnetischen Dipolmoments im Elektromagnetismus.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Das magnetische Moment eines Magneten ist eine Vektorgröße, die seine allgemeinen magnetischen Eigenschaften charakterisiert. Man kann es sich als magnetischen Dipol vorstellen, ein hypothetisches Paar von Nord- und Südpolen, die durch einen Abstand voneinander getrennt sind. Das Moment zeigt vom Südpol zum Nordpol. Für eine Stromschleife ist das magnetische Moment [latex]\vec{\mu} = I \vec{A}[/latex], wobei I der Strom und A der Flächenvektor ist.

Das magnetische Dipolmoment ist die grundlegende Größe, die eine magnetische Quelle beschreibt. In der klassischen Physik wird es durch elektrische Ströme hervorgerufen. Ampère stellte die Hypothese auf, dass jeglicher Magnetismus auf mikroskopische Stromschleifen, die so genannten “Ampèrischen Ströme”, in Materialien zurückzuführen ist. Dieses Modell erklärt, warum das Zerbrechen eines Magneten in zwei Hälften zwei neue Magnete mit jeweils eigenem Nord- und Südpol erzeugt, anstatt die Pole zu isolieren. Der Vektor des magnetischen Moments [latex]\vec{\mu}[/latex] ist entscheidend für die Berechnung des Drehmoments [latex]\vec{\tau} = \vec{\mu} \mal \vec{B}[/latex], das ein Magnet in einem äußeren Magnetfeld [latex]\vec{B}[/latex] erfährt, und der potenziellen Energie [latex]U = -\vec{\mu} \cdot \vec{B}[/latex].

In der Quantenmechanik ist das magnetische Moment eine intrinsische Eigenschaft von Elementarteilchen wie Elektronen, die auf ihren Spin zurückzuführen ist. Dieses intrinsische magnetische Spinmoment ist ein rein quantenmechanischer Effekt und beruht nicht auf einer physikalischen Rotation oder Stromschleife. Das gesamte magnetische Moment eines Atoms ist die Vektorsumme der magnetischen Bahnmomente (von Elektronen, die den Atomkern umkreisen) und der intrinsischen magnetischen Spinmomente seiner Elektronen und seines Atomkerns. In den meisten Materialien sind diese Momente zufällig ausgerichtet und heben sich gegenseitig auf. In magnetischen Materialien kann sich jedoch eine signifikante Anzahl dieser Momente ausrichten, wodurch ein makroskopisches magnetisches Nettomoment und somit ein Magnetfeld entsteht.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Elektromagnetismus

Typ

Abstraktes System

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Entdeckung des Magnetkompasses
  • Beobachtung der Anziehung und Abstoßung zwischen Magnetsteinen
  • øersteds Entdeckung des Zusammenhangs zwischen Elektrizität und Magnetismus
  • Ampère'sches Kraftgesetz

Anwendungen

  • Magnetresonanztomographie (MRT)
  • Teilchenbeschleuniger
  • Datenspeicher (Festplatten)
  • Elektromotoren und Generatoren
  • Zirkel

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

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Verwandt mit: magnetisches Moment, Dipol, ampèrische Ströme, Drehmoment, potentielle Energie, Quantenspin, Vektor, Magnetismus, Elektromagnetismus, Physik.

Historischer Kontext

Magnetisches Dipolmoment

1811
1816-11-16
1820
1820
1821
1822
1827
1810
1816
1816-11-16
1820
1820
1822
1824
1827

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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