EXP:Einstein-de-Haas-Effekt

In diesem Experiment wird veranschaulicht, dass der elementare Spin der Elektronen makroskopisch einem Drehimpuls zugeordnet werden kann. Ein quantitative Auswertung ist relativ aufwendig, weshalb dieser einfache Aufbau nur qualitative Ergebnisse liefert.

Versuchsaufbau Einstein-de-Haas-Effekt.

Versuchsanleitung

Benötigtes Material

• Spule (hier: 600 Windungen, max. 2 A)
• Funktionsgenerator (Sinusgenerator)
• Verstärker (hier: Audioverstärker)
• Laserpointer
• kleiner Spiegel
• 0,5 m dünner Draht (hier: Wolframdraht)
• magnetischer Zylinder (hier: Thorlabs Post)
• Schraube mit mittiger Bohrung
• Schirm
• Stativmaterial
• optinal: Kunststoffröhre

Versuchsaufbau

Der beobachtbare Effekt ist sehr schwach. Dementsprechend muss das gesamte System sensibel auf Änderungen sein. Durch Luftbewegungen oder Schwingungen der Aufhängung kommt das Pendel quasi automatisch in leichte Rotation und Schwingung. Es ist daher unerlässlich diese Störfaktoren weitestgehend zu reduzieren.

Schritt 1

Eine stabile Aufängung bauen. In dieser Variante wurde der feine Wolframdraht zwischen zwei Stativstangen eingespannt. Das Stativ selber wird an eine tragennde Betonsäule des Gebaäudes gespannt. Um Anregungen durch die Luft zu minimieren wird das gesamte Pendel durch ein PVC-Rohr geführt, welches ebenfalls an der Säule befestigt wird.

Schritt 2

Nun wird der magnetische Metallzyliner vorbereitet. In diesem Fall handelt es sich um einen Post der Firma Thorlabs. Essentiell für den Versuch ist eine mittige Aufhängung des Zylinders. Um dies zu erreichen wird eine Kunststoffschraube mittig angebohrt, der Draht hindurchgefädelt und eingeschraubt.

Schritt 3

Der Zylinder wird in die Spule eingeführt.

Schritt 4

Zusätzlich zur Aufhängeschraube ist eine weitere Schraube an der Unterseite des Zylinders erforderlich. Diese befestigt ebenfalls mittig einen Draht, der leicht nach unten abgespannt werden kann. In diesem Fall wird die Abspannung durch eine Aluminiumschiene erreicht, die als Gewicht wirkt.

Schritt 5

Versuchsdurchführung

Platzhalter

Dieses Vorgehen folgt analog für die anderen beiden Leuchtdioden.

Literatur

Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0