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Lexikon der Mathematik: Spin-Bahn-Kopplung

magnetische Wechselwirkung von einem elektrisch geladenen Teilchen der Quantenphysik, dessen Spin ungleich Null ist, mit dem Magnetfeld, das auf Grund der Bewegung des Teilchens in einem elektrischen Feld in seinem Bezugssystem wirkt.

Als Beispiel betrachte man ein Elektron in der Hülle eines Atoms. Der Spin des Elektrons ist \(\frac{1}{2}\) in Einheiten von \(\frac{h}{2\pi}\) (h ist das Plancksche Wirkungsquantum). Mit diesem Spin ist ein magnetisches Moment verbunden. (Von Null verschiedener Spin bedeutet sich drehende Ladung, also einen Strom, der ein Magnetfeld erzeugt.) Andererseits bewegt sich das Elektron im elektrischen Feld des Atomkerns. In seinem Ruhsystem „fühlt“ das Elektron daher ein Magnetfeld, das seinen Ursprung in dem elektrischen Feld des Kerns hat.

Hier ist die genannte Wechselwirkung bezüglich der Stärke mit anderen Wechselwirkungen, etwa mit der elektrostatischen Wechselwirkung der Elektronen der Hülle untereinander, zu vergleichen. Es gibt Situationen, die die Berücksichtigung der Spin-Bahn-Kopplung im Hamilton-Operator verlangen. Die Spin-Bahn-Kopplung „offenbart“ sich in der Struktur von Spektren.

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  • Die Autoren
- Prof. Dr. Guido Walz

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