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[quote="Markus2309"]Hi zusammen, zur Herleitung von der Zeeman Aufspaltung, benötigt man den Hamiltonian aus für ein Teilchen im elektromagnetischen Feld. Dieser wird über das Korrespondenzprinzip aus der Hamiltonfunktion gewonnen. Für diese benötigt man die Lagrange Funktion, für diese das Potential. Ich finde wirklich nirgends mehr eine gescheite Schritt für Schritt Herleitung, warum das Potential folgendermaßen lautet [latex] V = q \cdot \phi + q \vec{v} \cdot \vec{A}[/latex] Theoretisch müsste doch die Lorentzkraft als Kraft auf ein Teilchen im EM Feld eben der Gradient dieses Potentials sein. Dieser Versuch ist bei mir jedoch nicht geglückt, da dann ganz viele Terme zusätzlich zum normalen Kreuzprodukt in der Lorentzkraft auftreten. Daher wäre eine Herleitung cool. Die eigentliche Stelle, die mir nicht klar ist, ist warum der Hamilton Operator für Teilchen im EM Feld im kinetischen Term nicht p^2 sonder (p-e/c A)^2 hat. Irgendwo habe ich dazu eine Erklärung über Eichtransformationen gelesen, aber die verstehe ich nicht. Also das mit den Eichtransformationen ist mir eigentlich klar, wir können die Potentiale (klassisch) so wählen, wie wir wollen, sofern die Felder nicht geändert werden, weil diese direkt die Kräft und somit die "Physik" bestimmen. Unterschiedliche Potentiale können selbe Folgen haben, daher am Besten das wählen, was einfach ist. In der QM geht es darum, nicht die Felder und Kräfte invariant zu lassen, sondern die SGL, weil dadurch der Zustand und die "Physik" des Systems bestimmt sind. So weit so gut, aber warum beschreibt jetzt gerade diese Substitution des Impulsoperators ein EM Feld? Danke sehr für alle konstruktiven Beiträge und Gedanken![/quote]
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index_razor
Verfasst am: 03. März 2023 08:53
Titel: Re: Potential im elektromagnetischen Feld und Hamilton Opera
Markus2309 hat Folgendes geschrieben:
Theoretisch müsste doch die Lorentzkraft als Kraft auf ein Teilchen im EM Feld eben der Gradient dieses Potentials sein.
Nein, die Zeitableitung des
kanonischen Impulses
ist der Gradient des Potentials
.
Das ist nicht die Lorentzkraft. Der kanonische Impuls ist wiederum die Ableitung der Lagrangefunktion nach der Geschwindigkeit
.
Aus diesen beiden Gleichungen zusammen folgt die Geichung für den
mechanischen Impuls
was zusammen mit
und
auf der rechten Seite die Lorentzkraft ergibt.
Markus2309
Verfasst am: 02. März 2023 22:09
Titel: Potential im elektromagnetischen Feld und Hamilton Operator
Hi zusammen,
zur Herleitung von der Zeeman Aufspaltung, benötigt man den Hamiltonian aus für ein Teilchen im elektromagnetischen Feld. Dieser wird über das Korrespondenzprinzip aus der Hamiltonfunktion gewonnen. Für diese benötigt man die Lagrange Funktion, für diese das Potential. Ich finde wirklich nirgends mehr eine gescheite Schritt für Schritt Herleitung, warum das Potential folgendermaßen lautet
Theoretisch müsste doch die Lorentzkraft als Kraft auf ein Teilchen im EM Feld eben der Gradient dieses Potentials sein. Dieser Versuch ist bei mir jedoch nicht geglückt, da dann ganz viele Terme zusätzlich zum normalen Kreuzprodukt in der Lorentzkraft auftreten. Daher wäre eine Herleitung cool.
Die eigentliche Stelle, die mir nicht klar ist, ist warum der Hamilton Operator für Teilchen im EM Feld im kinetischen Term nicht p^2 sonder (p-e/c A)^2 hat. Irgendwo habe ich dazu eine Erklärung über Eichtransformationen gelesen, aber die verstehe ich nicht. Also das mit den Eichtransformationen ist mir eigentlich klar, wir können die Potentiale (klassisch) so wählen, wie wir wollen, sofern die Felder nicht geändert werden, weil diese direkt die Kräft und somit die "Physik" bestimmen. Unterschiedliche Potentiale können selbe Folgen haben, daher am Besten das wählen, was einfach ist. In der QM geht es darum, nicht die Felder und Kräfte invariant zu lassen, sondern die SGL, weil dadurch der Zustand und die "Physik" des Systems bestimmt sind. So weit so gut, aber warum beschreibt jetzt gerade diese Substitution des Impulsoperators ein EM Feld?
Danke sehr für alle konstruktiven Beiträge und Gedanken!