AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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Zitat:
Zitat von BBBengel
.......
"Spin" hat offensichtlich noch viel mehr mit "Spinnen" zu tun, als ich bis jetzt wusste.
Geschlossen.
Gruß,
Franz
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24.02.2007, 16:00 #47
FK
Moderator
Beiträge: 36.843 AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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So, nachdem bm den Thread von Ballast befreit hat, lasse ich ihn weiterlaufen.
To whom it may concern: bitte keinen Schwachsinn mehr reinschreiben.
Gruß,
Franz
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11.03.2007, 16:10 #48
BBBengel
deaktiviert
Beiträge: 82 AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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Mit Hilfe des Stern-Gerlach-Versuchs wurde 1922 von den Physikern Otto Stern und Walther Gerlach erstmals die Richtungsquantelung von Drehimpulsen von Atomen beobachtet. Der Stern-Gerlach-Versuch ist ein grundlegendes Experiment in der Physik und wird immer wieder herangezogen, um die Natur der Quantenmechanik zu erläutern.
Aus einem Atomstrahlofen werden Silberatome ausgedampft, dieser Strahl wird mit Hilfe zweier Blenden kollimiert und durchläuft ein inhomogenes Magnetfeld. Auf einem Schirm schlägt sich das Silber nieder. Entgegen der klassisch erwarteten, kontinuierlichen Verteilung der Silberatome werden zwei voneinander getrennte "Silberflecken" detektiert (siehe Abbildung links), dies ist nur mit einer quantenmechanischen Deutung zu erklären.
Die Gesamtheit der Bahndrehimpulse sowie der Spins der Elektronen eines Atoms erzeugt ein magnetisches Moment. Ist der Bahndrehimpuls und Spin der Gesamtheit aller Elektronen in einem Atom nicht gleichzeitig verschwindend, verkompliziert sich die Situation, da dann Gesamtdrehimpuls und das erzeugte magnetische Moment des Atoms nicht mehr die gleiche Richtung haben (siehe: Landé-Faktor eines Atoms).
Bei Silber, welches von Stern und Gerlach verwendet wurde, ist es so, dass nur das 5s-Elektron zum Gesamtdrehimpuls beiträgt, da sich die Spins und Drehimpulse der restlichen Elektronen nach der Hundschen Regel aufheben. Dieses 5s Elektron hat die Bahndrehimpulsquantenzahl l=0 (es besitzt keinen Bahndrehimpuls) und somit trägt bei Silber nur der Spin des äußersten Elektrons zum Gesamtdrehimpuls bei. Das heißt, dass das magnetische Moment proportional zum Spin ist. Bringt man nun ein solches Atom in ein Magnetfeld wie es von Stern und Gerlach erzeugt wurde und sich in der Form darstellen lässt, wird eine Quantisierungsachse (hier die z-Achse) vorgegeben, wonach der Spin in z-Richtung nur die Einstellmöglichkeiten oder hat (auch "Spin Down" und "Spin Up" genannt). Hierbei soll darauf hingewiesen werden, dass ein klassischer Drehimpuls sich in beliebiger Richtung zu dieser Achse einstellen kann. Durch das inhomogene Feld wirkt nun eine Kraft auf das magnetische Moment des Atoms, da proportional zu ist, kann die z-Komponente von auch nur zwei verschiedene Werte annehmen. Daraus folgt, dass je nach Ausrichtung des Spins eine betragsmäßig gleiche, aber in der Richtung entgegegengesetzte Kraft wirkt. Dies führt zu einer Trennung des Atomstrahls in zwei Atomstrahlen, wobei diese sich durch die Ausrichtung der Spins unterscheiden. Dies führt zur beobachteten Verteilung. Klassisch kann das magnetische Moment kontinuierlich jede Einstellung bezüglich der z-Achse einnehmen, so dass die Kraft ebenfalls kontinuierlich verteilte Werte annehmen könnte, was wiederum zu einer kontinuierlichen Verteilung der Silberatome auf dem Schirm führen würde.
BBBengel
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11.03.2007, 16:19 #49
BBBengel
deaktiviert
Beiträge: 82 AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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Zitat:
Zitat von Friedrich Karl Schmidt
Die Frage nach der politischen Gesinnung von GERLACH gibt nicht dass Geringste her für in Bezug auf die Frage nach der Halbzahligkeit des Spins.
Gruß FKS
Walter Gerlach begann 1908 sein Studium in Tübingen, promovierte 1912 und wurde Privatdozent 1916. Ab 1917 war er Privatdozent in Göttingen, wurde 1921 ao. Professor in Frankfurt a. M., 1924 o. Professor in Tübingen. Er führte 1922 zusammen mit Otto Stern den Stern-Gerlach-Versuch zum Nachweis der Richtungsquantelung durch. 1929 erhielt er den Lehrstuhl für Experimentalphysik an der Ludwig-Maximilians-Universität München, emeritiert 1957. Ab 1943 leitete er die Fachsparte Physik und die Arbeitsgemeinschaft für Kernphysik im Reichsforschungsrat. Zunächst war er Bevollmächtigter des Reichsmarschalls für Kernphysik für das deutsche Uranprojekt, ab 1944 Bevollmächtigter für Kernphysik. Bei Kriegsende wurde er von den Amerikanern in Farm Hall interniert. 1948 bis 1951 war er Rektor an der Ludwig-Maximilians-Universität - die mir wegen meiner politischen Gesinnung bis jetzt das Diplom verweigert.
BBBengel
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11.03.2007, 16:23 #50
Friedrich Karl Schmidt
Mitglied
Beiträge: 14.165 AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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Diese Begründung für die Halbzahligkeit des Spins hatten wir doch schon.
Zitat:
Zitat von Friedrich Karl Schmidt
Der STERN-GERLACH - Versuch zeigt, dass es nur zwei Orientierungen für den Spin gibt. Mit Spin s = 1 würden sich aber drei mögliche Orientierungen entsprechend
ms= -1 , 0 , +1
ergeben
Gruß FKS
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Geändert von Friedrich Karl Schmidt (11.03.2007 um 16:28 Uhr).
Friedrich Karl Schmidt
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04.04.2007, 12:56 #51
mars3007
deaktiviert
Beiträge: 5 AW: Warum ist der Spin nur halbzahlig
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Zitat:
Zitat von Tejas
Weil es ein Fermion ist? Deine Frage wird dir niemand beantworten können. Kannst auch fragen, warum das Elektron 511 keV wiegt und nicht 513? Vielleicht findet man irgendwann mal eine Antwort.
Scheinbar sind alle Elementarteilchen, die keine Kraft übetragen, mit einem halbzahligen Spin ausgestattet.
Tejas
Lieber Tejas,
Ihre Aussage " Die Frage wird Dir keiner beantworten können "
klingt stark.
Ja, Mainz bleibt Mainz.
Interessant ist auch das Statement einer Ihrer ( Studien - ? )
Kollegen hier : " Wir werden wohl nie einen Beitrag von BBBengel
hier lesen, der logisch ist ".
Tja, lieber Tejas, der Ami Richard Feynman bastelte
1945 beim " Manhattan - Projekt " die Nagasaki - Bombe zusammen,
kassierte den Nobelpreis, und ließ
mich im 2. Semester Physik durch sein Buch ( " Lektures ... " )
wissen : " Es gibt Niemanden, der die Quantenmechanik versteht ".
Auch nicht unser Münchner Max - Planck ( Bereich Physik )-
Direktor Heisenberg.