Beschleunigung Elektronen Elektron Supraleitung Feld Magnetfeld Supraleiter

Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

Von: , Frage gestellt am Mo, 30. Okt 2000

Hi,

Nachdem ich versucht habe, Eure letzten Antworten zu verdauen, hier eine neue Frage:

Was passiert, wenn ich aus einem supraleitenden Marierial einen
Ring baue und diesen ein Stueck weit in ein elektrisches Wirbelfeld
tauche (Ich kann mich irgendwie aus dem Pyhsikunterricht daran erinnern, dass es sowas gab)? D.h die Elektronen in dem Teil, das
im Feld haengt, erfahren eine Beschleunigung, ohne dass sie gebermst werden, wenn sie das Feld wieder verlassen. Bekomme
ich dann lichtschnelle Eelektronen und ein ziemlich beliebig grosses Magnetfeld ? Oder braucht die Synchrotronstrahlung irgendwann einfach die Wirkung des Feldes auf ?

Danke
Martin

6 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 4 Stunden hilfreich

   Re: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

   Bekomme ich dann lichtschnelle Eelektronen und ein ziemlich beliebig grosses Magnetfeld ?
   Natürlich nicht, das würde dem Energieerhaltungssatz wiedersprechen. Ein Supraleiter hat zwar keinen ohmschen Wiederstand, aber das bedeutet nicht, daß er auch keine Induktivität hat. Wenn ein Magnetfeld im Supraleiter einen Strom induziert, dann bildet sich um diesen Strom ebenfalls ein Magnetfeld, welches dem Erregerfeld entgegengesetzt ist und so die weitere Induktion behindert. Je schneller also die Elektronen im Supraleiter werden, um so stärker wird ihr eigenes Magnetfeld und um so mehr wird das Erregerfeld geschwächt. Irgendwann wird das Erregerfeld ganz aufgehoben und die Elektronen werden nicht weiter beschleunigt.
   

   • Antwort von nach 4 Stunden hilfreich

     Re^2: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

     Natürlich nicht, das würde dem Energieerhaltungssatz
     wiedersprechen.
     Schon klar, deswegen frage ich ja.
     
     Ein Supraleiter hat zwar keinen ohmschen Wiederstand, aber das bedeutet nicht, daß er auch keine
     Induktivität hat. Wenn ein Magnetfeld im Supraleiter einen
     Strom induziert, dann bildet sich um diesen Strom ebenfalls
     ein Magnetfeld, welches dem Erregerfeld entgegengesetzt ist
     und so die weitere Induktion behindert. Je schneller also die
     Elektronen im Supraleiter werden, um so stärker wird ihr
     eigenes Magnetfeld und um so mehr wird das Erregerfeld
     geschwächt. Irgendwann wird das Erregerfeld ganz aufgehoben
     und die Elektronen werden nicht weiter beschleunigt.
     Hm, das Feld, das von den kreisenden Elektronen erzeugt wird, geht doch senkrecht durch die Mitte des Rings, aergert mein
     Wirbelfeld also gar nicht. Die nach lenzscher Regel durch die
     Beschleunigung eines Elektrons entstehenden Felder hindern
     nur, wenn tatsaechlich etwas beschleunigt wird, d.h., damit das
     stimmt, was Du sagst, muesste es schweiriger sein, ein schnelles
     Elektron noch weiter zu beschleungen - aber beschleunigt wuerde es es in jedem Fall - vielleicht kommtja eine konvergente Folge raus ?!?
     
     MFG
     Martin
     

     • Antwort von nach 5 Stunden 3 hilfreich

       Re^3: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

       Hm, das Feld, das von den kreisenden Elektronen erzeugt wird,
       geht doch senkrecht durch die Mitte des Rings, aergert mein
       Wirbelfeld also gar nicht.
       Dein Wirbelfeld ändert ständig seine Richtung und steht dabei unter anderem auch senkrecht zur Mitte des Ringes. Durch die ständige Änderung der Richtung, kann es auch vollständig umkippen, wobei es die gerade beschleunigten Elektronen wieder abbremst. Die nach lenzscher Regel durch die
       Beschleunigung eines Elektrons entstehenden Felder hindern
       nur, wenn tatsaechlich etwas beschleunigt wird
       Wenn das Magnetfeld eines kreisenden Elektrons umgekehrt gleich dem äußeren Feld ist, dann heben sich beide Magnetfelder auf. In diesem Fall bleibt die weitere Beschleunigung aus und das Elektron bewegt sich gleichmäßig kreisförmig weiter. damit das stimmt, was Du sagst, muesste es schweiriger sein,
       ein schnelles Elektron noch weiter zu beschleungen
       Das ist wegen ΔE=mΔv(v+½Δv) ohnehin der Fall.
       

2. Antwort von nach 2 Tagen hilfreich

   Re: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

   die Elektronen
   Die Ladungstraeger der Supraleiter nennt man Cooper-Paare.
   Das sind zwar immer zwei Elektronen zusammen, aber dieser
   Elektronenverbund hat nichts mehr mit einem gewoehnlichen
   Elektron gemeinsam. Das faengt damit an, dass Cooper-Paare
   Bosonen sind, und keine Fermionen wie Elektronen. Insofern
   haben die Cooper-Paare mit Photonen mehr gemein als mit
   Elektronen.
   MEB
   

   • Antwort von nach 3 Tagen hilfreich

     Re^2: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

     Die Ladungstraeger der Supraleiter nennt man Cooper-Paare.
     Das sind zwar immer zwei Elektronen zusammen, aber dieser
     Elektronenverbund hat nichts mehr mit einem gewoehnlichen
     Elektron gemeinsam. Das faengt damit an, dass Cooper-Paare
     Bosonen sind, und keine Fermionen wie Elektronen. Insofern
     haben die Cooper-Paare mit Photonen mehr gemein als mit
     Elektronen.
     ???????? Fermionen - ich dachte Elektronen gehören zu den Leptonen ( bin kein Physiker, nur für den Fall, daß das jetzt arg idiotisch war ).
     

     • Antwort von nach 3 Tagen hilfreich

       Re^3: Mal wieder eine Frage zu Supraleitern

       ???????? Fermionen - ich dachte Elektronen gehören zu den
       Leptonen ( bin kein Physiker, nur für den Fall, daß das jetzt
       arg idiotisch war ).
       Beides ist O.K.
       
       Fermionen und Leptonen sind einfach zwei verschiedene
       Moeglichkeiten, Elementarteilchen/Quanten zu charakterisieren.
       Fermionen und (das Gegenstueck dazu) Bosonen unterteilen die
       Elementarteilchen nach ihrer Spinquantenzahl. Teilchen mit
       halbzahligen Spin (wie Elektronen), werden Fermionen, Teilchen
       mit ganzzahliger Spinquantenzahl (z.B. Photonen) werden
       Bosonen genannt. Der Spin=Drehimpuls beschreibt die Eigen-
       rotation der Teilchen.
       
       Das Verhalten von Fermionen und Bosonen, insbesondere wenn sie
       in Massen vorhanden sind, ist grund verschieden. Erinnern wir uns
       an den Aufbau der Elektronenschalen eines Atoms. Nach dem
       Pauli-Prinzip koennen immer nur zwei Elektronen ein Energie-
       niveau (eine moegliche Schale) besetzen. Beide muessen dazu
       noch entgegengesetzten Spin haben. Mit anderen Worten, in einem
       System wie einem Atom hat jedes Elektron seine eigenen Quanten-
       zahlen, die sie voneinander unterscheiden. Ein typisches
       Verhalten von Fermionen. Ohne dieses gaebe es keine Atome.
       
       Bosonen hingegen koennen sich in Massen in ein und dem selben
       Zustand befinden, d.h. gleiche Quantenzahlen haben. Das macht sie
       voneinander prinzipiell ununterscheidbar. Ganz typisch fuer ein
       solches Bosonenverhalten sind der Laser (Massen von Photonen,
       alle im gleichen Zustand, d.h. sie haben die gleiche Energie,
       folglich die gleiche Wellenlaenge) und wie bereits erwaehnt die
       Supraleitung (Cooper-Paare). Etwas wie das Pauli-Prinzip gibt
       es fuer Bosonen nicht.
       
       MEB
       

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