Die Rolle des Kreiselelektrons bei paramagnetischen Erscheinungen

Zusammenfassung

Langevin hat zur Erklärung der Curiesehen Beobachtungen über die Änderung der Massensuszeptibilität des Sauerstoffs mit der Temperatur die grundlegende Annahme gemacht, daß sich ein paramagnetisches Molekül als Ganzes in einem Magnetfeld einstellen kann. In der von Pauli, Sommerfeld und anderen abgeleiteten Quantentheorie dieser Erscheinung wird diese Annahme mit der Einschränkung übernommen, daß die magnetischen Achsen des Moleküls nur eine diskrete Zahl von Richtungen zum Felde einnehmen können. Die Langevinsche Annahme ist hauptsächlich aus zwei Gründen ernstlich angegriffen worden: 1. weil die Langevin-Weisssche Formel auch die Suszeptibilität paramagnetischer kristallinischer fester Körper wiedergibt, in denen eine Drehung der Moleküle oder Ionen nicht möglich ist, und 2. weil alle Versuche, die zur Prüfung der optischen und elektrischen Konsequenzen aus der Orientierung paramagnetischer Gasmoleküle in einem Magnetfeld unternommen wurden, negative Ergebnisse hatten. — In der vorliegenden Arbeit wird der Versuch gemacht, die paramagnetischen Erscheinungen aus Annahmen zu erklären, die nicht die Einstellung eines Moleküls oder Ions in einem Magnetfeld verlangen. Es wird angenommen, daß von den beiden Drehimpulsen, die ein in einer geschlossenen Bahn bewegtes Elektron hat, nämlich der durch die Quantenzahls charakterisierte Kreiseldrehimpuls und der durch l=k−1 charakterisierte Drehimpuls seiner Bahn, nur der erstere für paramagnetische Effekte verantwortlich ist. Ferner können sich die Rotationsachsen dieser Elektronen entweder parallel oder antiparallel zum Magnetfeld einstellen, und das resultierende magnetische Moment eines Atoms oder Ions mit einer unvollständigen inneren Schale ist gleich der algebraischen Summe der Kreiseldrehimpulse aller der Elektronen, die sich im Magnetfeld einstellen können. —Mit Hilfe dieser Annahmen, wird 1. eine Ableitung des Curie-Langevinschen Gesetzes und 2. die magnetischen Momente von Ionen als Funktion der Elektronenzahl in einer inneren unvollständigen Schale gegeben; 3. wird eine Erklärung der Gerlachschen Versuche über Eisen- und Nickeldampf versucht und 4. eine Erklärung der magnetomechanischen Versuche an ferromagnetischen Elementen gegeben.