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21cm Linie vom Wasserstoff
 
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Icewind



Anmeldungsdatum: 16.01.2005
Beiträge: 121
Wohnort: Oberbayern

Beitrag Icewind Verfasst am: 31. Jul 2011 16:31    Titel: 21cm Linie vom Wasserstoff Antworten mit Zitat

Hi,

Ich verstehe den Unterschied zwischen 2 Formeln nicht ganz. Erläuterung anhand eines Beispiels:

Fragestellung:
Wie groß ist das durch das Elektron am Ort des Protons erzeugte Magnetfeld im Wasserstoffatom, wenn die Hyperfeinstruktur durch die beiden Einstellungen des Kernspins im Magnetfeld erklärt werden.

Ansatz 1:


weiterführender Ansatz 1a:
Wechselwirkungsenergie laut Wikipedia und auch Vorlesung:
also



weiterführender Ansatz 1b:

mit

gilt


Richtig ist laut Lösung der Ansatz 1b. Wieso kommt beim Ansatz 1a was anderes (das in der 1a)Lösung kommt vom im Nenner ) raus? Sollten doch die 2 Ansätzt laut http://de.wikipedia.org/wiki/Hyperfeinstruktur das gleiche sein.
pressure



Anmeldungsdatum: 22.02.2007
Beiträge: 2496

Beitrag pressure Verfasst am: 31. Jul 2011 17:19    Titel: Antworten mit Zitat

Spontan würde ich sagen:

1b) Liefert dir nur die z-Komponente (Vorzugsrichtung) des Magnetfeldes.
1a) Müsste dir den Betrag des Magnetfelds geben.

Das daher beide nicht identisch sind, sollte klar sein. Was nun "richtig" ist...
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 31. Jul 2011 19:34    Titel: Re: 21cm Linie vom Wasserstoff Antworten mit Zitat

Icewind hat Folgendes geschrieben:
[...]
also[...]

Zum ersten Ansatz:
Hyperfeinsaufspaltung: J und I koppeln zu F (Spin-Drehimpulskopplung)
Hier ist I die Quantenzahl des Kernspins und somit IMMER positiv!
(vgl. auch mit dem Spin s des Elektrons, der immer=+0,5 ist, während die die Richtungsquantisierung ms=-s;+s 2 Einstellungen hat)
Diser Ansatz gilt auch, falls das magnetische Moment der Hüllenelektronen nicht verschwindet.
Das BJ in der Formel des ersten Ansatzes kommt vom Gesamtdrehimpuls J des Elektrons.

Zum zweiten Ansatz:
dein Bz (hier fälschlicherweise ebenfalls als BJ bezeichenet) ist ein von außen angelegtes Magnetfeld (Rabi-Versuch), um den Kernmoment zu messen (unabhängig von seiner Kopplung mit dem Drehimpuls). Iz ist hier korrekterweise die Richtungsquantisierung.

Der ausführlich Hinweis "durch die Einstellung des Magnetfeldes" sagt dir also, welche Formel die richtige ist.

Danke, dass du mich dazu gebracht hast da nochmal kurz drüber nachzudenken.
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