Was sind die Ursachen von Magnetfeldern?

Corbi · Anmeldungsdatum: 17.07.2018 Beiträge: 498

Ein Thema, das mir in meinem gesamten Physikbachelor ein Rätsel geblieben ist:

Welche physikalischen Phänomene erzeugen Magnetfelder?

Bekannt sind mir natürlich das Induktionsgesetz und das erweiterte Durchflutungsgesetz aus den Maxwellgleichungen.

Aber gibt es noch weitere quantenmechanische Phänomene, die Ursprung von Magnetfeldern sind?

Ich habe jede Menge quantenmechanische Theorie über magnetische Momente gelernt aber dabei ist mir nie so ganz klar geworden ob das magnetische Moment nur die Reaktion auf ein externes Magnetfeld beschreibt oder ob es auch selbst Erzeuger eines Magnetfelds ist.

Wird z.B. durch ein ruhendes Elektron durch seinen Spin ein Magnetfeld erzeugt?
Oder ist jedes Magnetfeld die Folge eines Stroms, wie es durch die Maxwellgleichungen beschrieben wird?

willyengland · Anmeldungsdatum: 01.05.2016 Beiträge: 869

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Klassisch sind elektrische Ströme und elektrische Wechselfelder "Quellen" von Magnetfeldern.

Bezieht man die relativistische Quantenmechanik mit ein, so ändert sich letztlich nichts, denn der Quellterm rechts

lautet

d.h. entspricht wieder der elektrischen Ladungs- bzw. Stromdichte.

Ein spezieller Term für den Spin existiert hier nicht.

Man kann nun sowas wie Spin-Ströme definieren - ich denke, die Festkörperphysiker verwenden das - aber mikroskopisch treten sie nicht als Quellterme auf.

Corbi · Anmeldungsdatum: 17.07.2018 Beiträge: 498

@TomS

das heißt selbst in Permanentmagneten wird das Magnetfeld rein durch mikroskopische Ladungsströme hervorgerufen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442