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4.7 - Huygensche Quellpunkte des Erdmagnetfeldes

Wie in Kapitel Definition 2.2.6 aufgeführt, existieren zwei Betrachtungsweisen eines Gitters. Einerseits kann man das Gitter in seiner eigenen Entfaltungsebene beschreiben.
Dies geschieht z.B. in der bisher durchgeführten Fourier-Analyse.
Oder man kann das Gitter in der Ebene der Grundschwingungen beschreiben. Dies wird im Folgenden geschehen


4.7.1 - Ideale Quellpunktanordnung
 

Quellpunkte

Abbildung 4.7.1 – Quellpunkte

 

Das Bild zeigt noch mal die ermittelten huygenschen Quellenbereiche des Gesamtfeldes (schwarz) mit dem magnetischen Hauptmeridian. (dick rot senkrecht)
Die
blaue und die grüne Linie stellen die theoretische (mathematische) Verbindung zwischen idealen Quellpunkten dar.

Zu erwarten ist, dass die Lage der Extrema der Totalintensität auf diesen Verbindungen liegt und die Extrema sich in Nähe der Quellpunkte befinden – dort wo die Quellpunkte sind, sollten auch die größten Intensitäten vorkommen.

Sichtbar wird auch, dass auf der südlichen Halbkugel eine Abweichung (Störung) von der idealen Konfiguration vorliegt. !!!

Extrema - Anordnung

Abbildung 4.7.2 – Extrema - Anordnung

 

Auf der N-Max-S-Max-Achse baut sich eine Schwingung auf, die sich wie eine gerade Schwingung verhält - zwei Maxima stehen sich gegenüber.

Auf der Minimum-Anomalie-Achse baut sich eine Schwingung auf, die sich wie eine ungerade Schwingung verhält - ein Maximum und ein Minimum stehen sich gegenüber.

Der Kreis, der alle Quellpunkte miteinander verbindet, steht senkrecht auf beiden Ebenen und ist identisch mit dem magnetischen Hauptmeridian.

 

Ideale Anordnung Bei einer idealen (ungestörten) Quellpunktanordnung liegen alle Quellen in der Ebene des Hauptmeridians auf den Eckpunkten eines Quadrates.
Abbildung 4.7.3 – Ideale Anordnung  

 

4.7.2 - Reale Quellpunktanordnung

Auf der nördlichen Halbkugel liegen die Pole bzw. Quellen am magnetischen Hauptmeridian, in guter Übereinstimmung mit der ungestörten Quellpunkt-Anordnung. Auf der südlichen Halbkugel hingegen liegt aber eine Abweichung von 45 Grad in östlicher Richtung vor.

Es existieren zwei Möglichkeiten der Quellpunktanordnung:

 

Würfel - reale Anordnung Die Quellpunkte auf der Nordhalbkugel liegen sich oben auf dem Würfel diagonal gegenüber.
Für die Quellpunkte der Südhalbkugel kann man nun wählen:
Entweder unten am Würfel direkt unter den nördlichen Punkten oder unten am Würfel um 90 Grad versetzt
In beiden Fällen wird der untere Teil des Würfels danach um ±45 Grad verdreht um die realen Positionen zu erhalten.
   
Tetraeder - reale Anordnung Die Quellpunkte auf der Nordhalbkugel liegen sich oben auf dem Tetraeder gegenüber.
Die Quellpunkte der Südhalbkugel liegen sich unten am Tetraeder gegenüber
Der untere Teil des Tetraeders, wird um 45 Grad in westlicher Richtung, verdreht um die realen Positionen zu erhalten.
Abbildung 4.7.4 – reale Anordnungen  

 

4.7.2.1 - Satz: Räumliche Ordnungsstrukturen für die realen (huygenschen) Quellpunkte sind Polyeder.



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