Stern Gerlach Experiment: Ausrichtung der Atome

Wissenschaft Physik
#1

Ich habe eine kleine Frage zum SG- Experiment bezüglich der Ausrichtung der Dipole, da ich einfach nicht auf die richtigen Ergebnisse komme.

Die Silberatome werden von der Quelle emittiert und im Idealfall liegt ein Teilchenstrahl vor, der parallel zur Schneide des „oberen“ Polschuhs der Magnetanordnung ist.
Je nachdem ob das magnetische Dipolmoment parallel oder antiparallel zum (inhomogenen) Magnetfeld liegt wird das Teilchen in positive oder negative Richtung abgelenkt (nach „oben“ oder nach „unten“).

Dafür müssten aber meiner Meinung nach die Teilchen vor dem Eintreffen in das Magnetfeld alle dieselbe Ausrichtung haben (z-Achse des Atoms parallel zum Magnetfeld ?), sodass sich nur aufgrund des Spins eine positive oder negative Kraft ergibt.
Ist diese Annahme korrekt, bzw. wie erreicht man eine derartige gleiche Ausrichtung aller Teilchen ?

Meine Idee wäre folgende:
Während das Silberatom das Magnetfeld passiert richtet es sich aufgrund des Drehmoments auf einen magn. Dipol in einem Magnetfeld aus.
Dabei sind die Lagen des Dipols in denen kein Drehmoment wirkt parallel oder antiparallel zum Magnetfeld. Die antiparallele Ruhelage ist aber instabil folglich würden sich quasi alle Atome parallel zum Magnetfeld ausrichten. Das kann aber nicht sein, denn damit würden sich die Dipole unabhängig vom Spin parallel zum Magnetfeld ausrichten und somit dieselbe Ablenkung erfahren.
Wo liegt mein Denk-/Verständnisfehler ?

Danke bereits jetzt für die Hilfe

#2

das ist schon eine weile her, aber ih habe es so im kopf:

es wird Silber benutzt, weil das keinen magnetischen moment hat. Der Spin ist sozusagen ungerichtet - räumlich. Es gibt ja keinen Up spin in x,y oder z Richtung, sondern nur up/down.

#3

Hallo,

Dafür müssten aber meiner Meinung nach die Teilchen vor dem
Eintreffen in das Magnetfeld alle dieselbe Ausrichtung haben
(z-Achse des Atoms parallel zum Magnetfeld ?), sodass sich nur
aufgrund des Spins eine positive oder negative Kraft ergibt.
Ist diese Annahme korrekt, bzw. wie erreicht man eine
derartige gleiche Ausrichtung aller Teilchen ?

Das Magnetfeld fungiert als Quantisierungsachse fuer den Spin, dafuer muss das Teilchen nicht vorher ausgerichtet sein.

Gruesse,
Moritz

#4

Hallo!

es wird Silber benutzt, weil das keinen magnetischen moment
hat.

Nö. Silber hat ein magnetisches Moment.

Der Spin ist sozusagen ungerichtet - räumlich. Es gibt ja
keinen Up spin in x,y oder z Richtung, sondern nur up/down.

Aha. Und was soll das bedeuten?

Richtig wäre es so:

Silber wird verwendet, weil es ein ungepaartes Elektron hat. Folglich beträgt die z-Komponente des magnetischen Momenst eines Silberatoms &plusmin;1/2. (für jede andere Komponente gilt dasselbe)

Michael

#5

Das Magnetfeld fungiert als Quantisierungsachse fuer den Spin,
dafuer muss das Teilchen nicht vorher ausgerichtet sein.

Heißt das ein Teilchen hat einen festen bestimmten Zustand und je nachdem wie man die Quantisierungsachse wählt hat es up- oder down- Spin ?

Lg Beda

#6

es wird Silber benutzt, weil das keinen magnetischen moment
hat.

Nö. Silber hat ein magnetisches Moment.

Der Spin ist sozusagen ungerichtet - räumlich. Es gibt ja
keinen Up spin in x,y oder z Richtung, sondern nur up/down.

Aha. Und was soll das bedeuten?

Es soll wohl das bedeuten, was auch Wikipedia sagt, dass Silberatome ein ungepaartes s-Elektron haben, also nur das magn. Moment des Spins wirkt. p-, d- und f-Elektronen haben ja zusätzlich das magn. Moment der „Bahn“.

#7

Aha. Und was soll das bedeuten?

Es soll wohl das bedeuten, was auch Wikipedia sagt, dass
Silberatome ein ungepaartes s-Elektron haben, also nur das
magn. Moment des Spins wirkt. p-, d- und f-Elektronen haben ja
zusätzlich das magn. Moment der „Bahn“.

genau. denn sonst hätte man keine 2 spots, sondern einen breiten strich, weil die magnetischen momente der bahn eine raumrichtung haben und dann je nach ausrichtung im vgl zu dem magnetfeld mehr oder weniger stark abgelenkt werden würden.