Description
Die Absicht, ein Buch Uber die “Quantentheorie des Magnetismus” au schreiben, entstand w~hrend meiner aweisemestrigen, drei stUndigen Speaialvorlesung au diesem Thema, die ich mit einem begleitenden Seminar im Wintersemester 1984/85 und im Sommer semester 1985 an der Universit~t MUnster und bereits frUher einmal (1981/88) an der Universit~t WUraburg gehalten habe. Das erfreuliche Interesse, das ich bei den Studenten au er kennen glaubte, und die Schwierigkeit, geeign’ete Literatur aum Thema “Magnetismus” empfehlen au ke!nnen, haben mich ver anlat, das Vorlesungsmanuskript noch sorgfltiger und aus fUhrlicher als Ublich au gestalten. Dabei ging es mir insbesondere um eine in sich me!glichst ab geschlossene Darstellung, die eine BrUcke von den elementaren Grundkenntnissen bis hin aum Speaialwissen schlagen sollte, ohne da der Lernende geawungen w~re, aum Verst~ndnis sehr viel austaliche Literatur heranaiehen au mUssen. Theorien und konkrete Rechnungen wurden so detailliert entwickelt, da sie von einem Studenten nach dem Vordiplom, also mit Grund kenntnissen in Quantenmechanik und Statistischer Mechanik, ohne Schwierigkeiten nachvollaogen werden ke!nnen. Die gesamte Abhandlung ist in 3wei Bnde unterteilt, von denen der erste sich mit den “Grundlagen” und der aweite mit den “Modellen” des Magnetismus befat. (I) Grundtatsachen.- (1.1) Makroskopische Maxwell- Gleichungen.- (1.2) Magnetisches Moment, Magneti- sierung.- (1.3) Suszeptibilitt.- (1.4) Einteilung der magnetischen Stoffe.- Literatur.- (II) Atomarer Magnetismus.- (2.1) Hundsche Regeln.- (2.2) Dirac-Gleichung.- (2.3) Elektronenspin.- (2.4) Spin-Bahn-Kopplung.- (2.5) Wigner-Eckart-Theorem.- (2.6) Elektron im ueren Magnetfeld.- (2.7) Kern-Quadrupolfeld.- (2.8) Hyperfein-Feld.- (2.9) Magnetischer Hamiltonoperator des Atomelektrons.- (2.10) Vielelektronensysteme.- Literatur.- (III) Diamagnetismus.- (3.1) Bohr-van Leeuwen-Theorem.- (3.2) Larmor-Diamagnetismus (Isolatoren).- (3.3) Das Sommerfeld-Modell eines Metalls.- (3.3.1) Modelleigenschaften.- (3.3.2) Sommerfeld-Entwicklung.- (3.4) Landau-Diamagnetismus (Metalle).- (3.4.1) Freie Elektronen im Magnet- feld (Landau-Niveaus).- (3.4.2) Freie Energie der Leitungs- elektronen.- (3.4.3) Suszeptibilitt der Leitungs- elektronen.- (3.5) Der de Haas-van Alphen-Effekt.- (3.5.1) Oszillationen der magnetischen Suszeptibilitt.- (3.5.2) Elektronenbahnen im Magnetfeld.- (3.5.3) Physikalischer Ursprung der Oszillationen.- (3.5.4) Onsager-berlegung.- Literatur.- (IV) Paramagnetismus.- (4.1) Pauli-Spinparamagnetismus.- (4.1.1) “Primitive” Theorie des Pauli- Spinparamagnetismus.- (4.1.2) Temperaturkorrekturen.- (4.1.3) Austauschkorrekturen.- (4.2) Paramagnetismus lokalisierter Momente.- (4.2.1) Schwache Spin-Bahn-Wechselwirkung.- (4.2.2) Starke Spin-Bahn-Wechselwirkung.- (4.2.3) Van Vleck-Paramagnetismus.- Literatur.- (V) Austauschwechselwirkung.- (5.1) Phnomenologische Theorien.- (5.1.1) Austauschfeld.- (5.1.2) Weischer Ferromagnet.- (5.2) Direkte Austauschwechselwirkung.- (5.2.1) Pauli-Prinzip.- (5.2.2) Heitler-London-Verfahren.- (5.2.3) Dirac’s Vektormodell.- (5.3) Indirekte Austauschwechselwirkung.- (5.3.1) Rudermann-Kittel-Kasuya-Yosida-(RKKY-)Wechselwirkung.- (5.3.2) Superaustausch.- (5.3.3) Doppelaustausch.- Literatur.- Anhang A: Die zweite Quantisierung.- (A.1) Identische Teilchen.- (A.2) “Kontinuierliche” Fock-Darstellung.- (A.2.1) Symmetrisierte Vielteilchen-Zustnde.- (A.2.2) Konstruktionsoperatoren.- (A.2.3) Vielteilchen-Operatoren.- (A.3) “Diskrete” Fock-Darstellung (Besetzungszahl-Darstellung).- (A.3.1) Symmetrisierte Vielteilchen-Zustnde.- (A.3.2) Konstruktionsoperatoren.- (A.4) Anwendungsbeispiele.- Stichwortverzeichnis.
