Geomagnetismus und Geoelektrizität

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Geomagnetismus und Geoelektrizität

Uwe Walzer

Vorlesung, 2 Wochenstunden für Geophysiker. Hierzu wird eine Übung von einer Stunde je Semesterwoche angeboten.

Inhalt: Die Vorlesung ist auf theoretisch-physikalischer Grundlage aufgebaut. Systematische Zusammenfassung der wichtigsten Phänomene, die eine Theorie des Geodynamos erklären muß: Hauptfeld und Säkularvariation, Umpolungen des geomagnetischen Dipols, Kontinentverschiebungen aus Paläomagnetismus. - Elektrostatische Felder, magnetostatische Felder, Gaußsche Methode zur Vermessung der magnetischen Induktion der Erde, Anordnung von Dipolen in der Kruste, feldparallel magnetisierte Zylinder bei verschiedenen Inklinationen, die aeromagnetische Vermessung Namibias als Beispiel der angewandten Magnetik, Entstehung eines magnetischen Moments aus einem elektrischen Strom, die Natur des elektrischen Widerstands, Ampère-Gesetz, Helmholtz-Spule; magnetische Eigenschaften der Materie: Suszeptibilität, Diamagnetismus, Paramagnetismus, ferromagnetische, antiferromagnetische, ferrimagnetische und schräg antiferromagnetische Stoffe, physikalische Hintergründe, Temperaturabhängigkeiten, Curie-Temperatur, Einfluß der Oxidation auf die letztere, Titanomagnetitreihe, Ilmenit-Hämatit-Reihe, Pyrrhotit-Reihe; induzierte Magnetisierung, primäre natürliche remanente Magnetisierung (thermoremanente, chemische remanente und sedimentäre remanente Magnetisierung), sekundäre NRM, Wanderung der Einzelbezirk-Verteilung, Entstehung des geomagnetischen Hauptfeldes: äußerer Erdkern, Faradays Induktionsgesetz, Gleichstromgenerator, Scheibendynamo, vereinfachte Darstellung des Geodynamos, Ω - Effekt, gekoppelte Scheibendynamos und stochastisch verteilte Umpolungen, bessere Näherung zum Geodynamo, kinematische und selbstkonsistente Dynamotheorie, allgemeine Theorie des Dynamos, Anti-Dynamo-Theoreme, Theorie gemittelter Felder, Theorie der Funktionale, Reynolds-Theorie, Helizität, Turbulenz, Alpha - Effekt; irreversible Thermodynamik und ihre mögliche Anwendung zur Erklärung der Entstehung des Saatfeldes, Seebeck-Effekt, galvano- und thermomagnetische Effekte, eine numerische dreidimensionale konvektive Dynamo-Lösung mit rotierendem Innenkern und Mantel.

Geeignet für: Studenten im Hauptstudium, für Geophysiker, Physiker usw.

Leistungsnachweis: Klausur

Literatur:
Backus, G., Parker, R.; Constable, C.; 1996. Foundations of Geomagnetism. Cambridge; Cambridge Univ. Press [1996:22]
Bergmann, L., Schaefer, C., 1987. Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. 2 - Elektrizität und Magnetismus. De Gruyter; Berlin, New York [1989:83:-2]
Bergmann, L., Schaefer, C., 1987. Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. 6 - Festkörper. De Gruyter; Berlin, New York [1989:83:-6]
Chikazumi, S., 1997. Physics of Ferromagnetism, 2^nd Edition. Clarendon Press, Oxford [1997:8(2)]
Grant, I.S.; Phillips, W.R.; 1994 Electromagnetism. Chichester etc.; John Wiley & Sons [1994:98(2)]
McElhinny, M. W., McFadden, P. L., 2000. Inernational Geophysics Series, Volume 73 - Paleomagnetism - Continents and Oceans. Academic Press; San Diego, San Francisco, New York, Boston, London, Sydney, Tokio [R:41:73]
Merrill, R. T., McElhinny, M. W., McFadden, P. L., 1996. International Geophysics Series, Volume 63 - The Magnetic Field of the Earth - Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle. Academic Press; San Diego, San Francisco, New York, Boston, Sydney, Tokio [R:41:63]
Walzer, U., Begleitheft zur Vorlesung Geomagnetismus und Geoelektrizität